Что такое mg произношение манган
mangan
1 Mangan
2 mangán
\mangán tartalmú — марганцевый, марганцовистый
3 Mangan
4 Mangan
5 Mangan
6 mangan
7 Mangan
8 Mangan.
9 Mangan
10 mangan
11 mangan
12 mangan
13 mangan
14 mangan
15 mangan
16 mangan
17 mangan
18 Mangan
19 Mangan
20 Mangan
См. также в других словарях:
mangan — MANGÁN s.n. Element chimic din grupa metalelor, de culoare albă cenuşie, strălucitor, dur şi sfărâmicios, existent în natură sub formă de oxizi şi întrebuinţat în metalurgie la fabricarea anumitor aliaje. – Din germ. Mangan. Trimis de claudia, 13 … Dicționar Român
Mangan — (IRE) n. 1. hair, 2. horse s mane adj. hairy slang. short or nick name for the hairy rock Manganese surname. it was used to describe a person s job, horse groomer, caretaker, and perhaps horse trainer and breeder. Mangan may refer to: Mangan… … Wikipedia
Mangan [2] — Mangan Mn, Metall, Atomgew. 54,93, spez. Gew. 7,39, Schmelzpunkt gegen 1260°; Siedepunkt bei 1900°. Härter als gewöhnlicher Stahl. Obwohl das Metall selbst unmagnetisch ist, bildet es mit einigen unmagnetischen Elementen stark magnetische… … Lexikon der gesamten Technik
Mangan — Localidad de la India … Wikipedia Español
Mangan — (Mangănum, Manganesium), chemisches Zeichen Mn, Atomgewicht 345 (O = 100), 27,6 (H = 1), ein dem Eisen verwandtes Metall, welches als Superoxyd (als Braunstein, daher Braunsteinmetall), wegen seiner Brauchbarkeit zur Glasbereitung, längst bekannt … Pierer’s Universal-Lexikon
Mangān — Mn, Metall, findet sich nicht gediegen, aber ebenso verbreitet wie das Eisen in Sauerstoffverbindungen (als Braunstein oder Pyrolusit MnO2, Braunit Mn2O3, Manganit Mn2H2O4, Hausmannit Mn3O4, mit Baryt und Kalk verbunden als Psilomelan [Mn Ba]O.… … Meyers Großes Konversations-Lexikon
Mangan [1] — Mangan Mn, Metall, Atomgew. 55,0, spez. Gew. 8,0, Schmelzpunkt bis gegen 1500°. Das harte, spröde und unmagnetische Metall hat eine grauweiße Farbe mit rötlichem Schimmer; es oxydiert sich leicht an feuchter Luft, zersetzt Wasser langsam bei… … Lexikon der gesamten Technik
mangan — màngān m <G mangána> DEFINICIJA kem. element (simbol Mn, atomski broj 25), tvrd i vrlo krt metal; spojevi mangana koriste se u medicini kao antiseptici itd. ETIMOLOGIJA njem. Mangan, ≃ tal. manganese ≃ srlat. magnesia, v. magnezij … Hrvatski jezični portal
Mangan — Man gan, n. See
Mangan — Mangān (chem. Zeichen Mn), dem Eisen ähnliches Metall, in der Natur weit verbreitet, aber immer an Sauerstoff gebunden, im Pyrolusit (Braunstein), Braunit, Manganit, Hausmannit, Manganspat, Braunspat, der Manganblende; rötlichweiß, sehr spröde,… … Kleines Konversations-Lexikon
Силно завъртане: 161 ± 20 часа
Спектрални линии на манган
Манган е химичен елемент с символ Mn и атомно число 25. Не се среща като a свободен елемент в природата [ не е проверено в тялото ] ; често се среща в минерали в комбинация с желязо. Манганът е преходен метал с многостранен набор от индустриални сплав използва, особено в неръждаеми стомани.
В исторически план манганът е кръстен на пиролузит и други черни минерали от района на Магнезия в Гърция, която също даде името си на магнезий и желязо руда магнетит. До средата на 18 век, Шведски- Немски химик Карл Вилхелм Шееле е използвал пиролузит за производство хлор. Scheele и други бяха наясно, че пиролузитът (сега е известен като манганов диоксид) съдържаха нов елемент, но те не успяха да го изолират. Йохан Готлиб Ган е първият, който изолира нечиста проба от метален манган през 1774 г., което той и направи намаляване диоксидът с въглерод.
Манганово фосфатиране се използва за предотвратяване на ръжда и корозия върху стомана. Йонизираният манган се използва индустриално като пигменти от различни цветове, които зависят от степента на окисление на йоните. The перманганати на алкални и алкалоземни метали са мощни окислители. Като манганов диоксид се използва катод (електронен акцептор) материал в цинк-въглерод и алкални батерии.
В биологията мангановите (II) йони функционират като кофактори за голямо разнообразие от ензими с много функции. [3] Мангановите ензими са особено важни при детоксикацията на супероксид свободни радикали в организмите, които трябва да се справят с елементарни кислород. Манганът също така функционира в кислородно развиващия се комплекс от фотосинтети растения. Докато елементът е необходим микроелемент за всички известни живи организми, той действа и като a невротоксин в по-големи количества. Особено чрез вдишване може да причини манганизъм, състояние при бозайници, водещо до неврологични увреждания, които понякога са необратими.
Съдържание
Манган в океанска среда
Много микроелементи в океана идват от богати на метали хидротермални частици от хидротермални отвори. [4] Разтвореният манган (dMn) се среща в световните океани, 90% от които произхождат от хидротермални отвори. [5] Частиците Mn се развиват в плаващи струи над активен източник на отдушник, докато dMn се държи консервативно. [4] Концентрациите на Mn варират между водните колони на океана. На повърхността dMn е повишен поради постъпване от външни източници като реки, прах и шелфови утайки. Крайбрежните утайки обикновено имат по-ниски концентрации на Mn, но могат да се увеличат поради антропогенни зауствания от индустрии като минното дело и производството на стомана, които навлизат в океана от входа на реките. Повърхностните концентрации на dMn могат също да бъдат повишени биологично чрез фотосинтеза и физически от крайбрежните издигания и задвижваните от вятъра повърхностни течения. Вътрешното колоездене, като например фото-редукция от ултравиолетовите лъчи, също може да повиши нивата, като ускори разтварянето на Mn-оксидите и окислителното отстраняване, предотвратявайки потъването на Mn към по-дълбоки води. [6] Повишени нива на средни дълбочини могат да се появят в близост до хребети в средата на океана и хидротермални отвори. Хидротермалните отвори освобождават обогатена с dMn течност във водата. След това dMn може да измине до 4000 км поради наличните микробни капсули, предотвратявайки обмяната с частици, намалявайки скоростта на потъване. Концентрациите на разтворени Mn са дори по-високи, когато нивата на кислород са ниски. Като цяло концентрациите на dMn обикновено са по-високи в крайбрежните региони и намаляват при придвижване в морето. [6]
Характеристики
Химични свойства
Манганът е сребристосив метал което прилича на желязо. Той е твърд и много чуплив, трудно се слива, но лесно се окислява. [7] Мангановият метал и неговите често срещани йони са парамагнитни. [8] Манганът бавно потъмнява във въздуха и се окислява („ръждясва“) като желязо във вода, съдържаща разтворен кислород.
Изотопи
Естественият манган се състои от една конюшня изотоп, 55 Mn. Няколко радиоизотопи са били изолирани и описани, вариращи в атомно тегло от 44 u ( 44 Mn) до 69 u ( 69 Mn). Най-стабилните са 53 Mn с a полуживот от 3,7 милиона години, 54 Mn с период на полуразпад 312,2 дни и 52 Mn с период на полуразпад 5,591 дни. Всички останали радиоактивен изотопите имат периоди на полуразпад по-малко от три часа и по-голямата част от по-малко от една минута. Основното режим на разпад преди най-разпространения стабилен изотоп, 55 Mn, е улавяне на електрони а основният режим след е бета разпад. [9] Манганът също има три мета състояния. [9]
Манганът е част от желязо група от елементи, за които се смята, че се синтезират в голяма степен звезди малко преди свръхнова експлозия. 53 Mn се разпада до 53 Кр с полуживот от 3,7 милиона години. Поради относително краткия си полуживот, 53 Mn е относително рядък, произвежда се от космически лъчи въздействие върху желязо. [10] Съдържанието на манганови изотопи обикновено се комбинира с хром изотопно съдържание и са намерили приложение в изотопна геология и радиометрично датиране. Изотопните съотношения Mn – Cr подсилват доказателствата от 26 Ал и 107 Pd за ранната история на слънчева система. Вариации в 53 Cr / 52 Съотношения Cr и Mn / Cr от няколко метеорити предлагат инициал 53 Mn / 55 Съотношение Mn, което показва, че Mn – Cr изотопният състав трябва да произтича от на място разпад на 53 Mn в диференцирани планетни тела. Следователно, 53 Mn предоставя допълнителни доказателства за нуклеосинтетичен процеси непосредствено преди коалесценцията на слънчева система.
Окислителни състояния
Най-стабилното окислително състояние за мангана е +2, което има бледорозов цвят и са известни много манганови (II) съединения, като напр. манганов (II) сулфат (MnSO4) и манганов (II) хлорид (MnCl2). Това състояние на окисление се наблюдава и в минерала родохрозит (манганов (II) карбонат). Манганът (II) най-често съществува с високо въртене, S = 5/2 основно състояние, поради високата енергия на сдвояване на мангана (II). Има обаче няколко примера за ниско въртящ се, S = 1/2 манган (II). [12] Няма разрешени за спин d-d преходи в манган (II), което обяснява защо мангановите (II) съединения обикновено са бледи до безцветни. [13]
Окислителното състояние +3 е известно при съединения като манганов (III) ацетат, но те са доста мощни окислители и също така склонен към непропорционалност в разтвор, образувайки манган (II) и манган (IV). Твърдите съединения на мангана (III) се характеризират с неговия силен лилаво-червен цвят и предпочитание към изкривена октаедрична координация в резултат на Ефект на Ян-Телер.
Степента на окисление +5 може да се получи чрез разтваряне на манганов диоксид в разтопен натриев нитрит. [15] Соли на манганат (VI) могат да се получат чрез разтваряне на Mn съединения, като напр манганов диоксид, в разтопена алкала при излагане на въздух. Съединенията на перманганат (+7 степен на окисление) са лилави и могат да придадат на стъклото виолетов цвят. Калиев перманганат, натриев перманганат, и бариев перманганат всички са мощни окислители. Калиевият перманганат, наричан още кристали на Конди, е често използвана лаборатория реактив поради неговите окислителни свойства; използва се като локално лекарство (например при лечение на рибни болести). Разтворите на калиев перманганат са сред първите петна и фиксатори, използвани при подготовката на биологични клетки и тъкани за електронна микроскопия. [16]
История
Произходът на името манган е сложен. В древността е имало два черни минерала от регионите на Магнети (или Магнезия, разположени в съвременна Гърция, или Магнезия ad Sipylum, разположен в рамките на съвременна Турция). [17] И двамата бяха повикани magnes от мястото на произход, но се смята, че се различават по пол. Мъжкият magnes привлича желязо и е била желязната руда, известна сега като lodestone или магнетит, и което вероятно ни даде термина магнит. Женската magnes рудата не привлича желязо, но се използва за обезцветяване на стъклото. Тази жена magnes по-късно беше наречен магнезия, известен сега в съвремието като пиролузит или манганов диоксид. [ необходимо е цитиране ] Нито този минерал, нито елементарният манган са магнитни. През 16 век се нарича манганов диоксид манганеум (забележете двете N вместо една) от производители на стъкло, вероятно като корупция и конкатенация на две думи, тъй като алхимиците и производителите на стъкло в крайна сметка трябваше да разграничат магнезиева нигра (черната руда) от магнезиева алба (бяла руда, също от Магнезия, също полезна при производството на стъкло). Микеле Меркати наречена магнезиева нигра манганезаи накрая металът, изолиран от него, стана известен като манган (Немски: Манган). Името магнезия в крайна сметка след това се използва само за бели магнезиева алба (магнезиев оксид), което дава името магнезий за свободния елемент, когато е бил изолиран много по-късно. [18]
Например няколко цветни оксида на манган манганов диоксид, са в изобилие в природата и се използват като пигменти от Каменната ера. Пещерните рисунки в Гаргас които са на възраст между 30 000 и 24 000 години съдържат манганови пигменти. [20]
Мангановите съединения са били използвани от египетските и римските производители на стъкло, или за добавяне или премахване на цвят от стъкло. [21] Използвайте като «сапун за стъкларство» продължи през Средна възраст до съвремието и се вижда в стъкло от 14 век от Венеция. [22]
Тъй като се използва в производството на стъкло, манганов диоксид е била достъпна за експерименти от алхимици, първите химици. Игнатий Готфрид Каим (1770) и Йохан Глаубер (17 век) открива, че мангановият диоксид може да се превърне в перманганат, полезен лабораторен реагент. [23] До средата на 18 век шведският химик Карл Вилхелм Шееле използва се манганов диоксид за производство хлор. Първо, солна киселина, или смес от разреден сярна киселина и натриев хлорид е направен да реагира с манганов диоксид и по-късно солна киселина от Процес на Леблан е използван и мангановият диоксид е рециклиран от Уелдън процес. Производството на хлор и хипохлорит избелване агент е голям консуматор на манганови руди.
Шееле и други химици са били наясно, че мангановият диоксид съдържа нов елемент, но не са били в състояние да го изолират. Йохан Готлиб Ган е първият, който изолира нечиста проба от метален манган през 1774 г. от намаляване диоксидът с въглерод.
Съдържанието на манган в някои железни руди, използвани в Гърция, доведе до спекулации, че стоманата, произведена от тази руда, съдържа допълнително манган, което прави Спартански стомана изключително твърда. [24] Около началото на 19-ти век манганът се използва в производството на стомана и са издадени няколко патента. През 1816 г. е документирано, че желязото, легирано с манган, е по-твърдо, но не и по-крехко. През 1837 г. британски академик Джеймс Купър отбеляза връзка между силното излагане на миньори на манган с форма на болестта на Паркинсон. [25] През 1912 г. са издадени патенти на САЩ за защита на огнестрелни оръжия срещу ръжда и корозия с електрохимични конверсионни покрития от манганов фосфат и оттогава процесът е широко използван. [26]
Изобретението на Клетка Лекланче през 1866 г. и последващото подобряване на батериите, съдържащи манганов диоксид като катодни деполяризатор увеличава търсенето на манганов диоксид. До разработването на батерии с никел-кадмий и литий, повечето батерии съдържаха манган. The цинково-въглеродна батерия и алкална батерия обикновено използват индустриално произведен манганов диоксид, тъй като срещащият се в природата манганов диоксид съдържа примеси. През 20-ти век, манганов диоксид е широко използван като катоден за търговски сухи батерии за еднократна употреба както от стандартен (цинков въглерод), така и от алкален тип. [27]
Възникване и производство
Най-важната манганова руда е пиролузитът (MnO2). Други икономически важни манганови руди обикновено показват тясна пространствена връзка с железните руди. [7] Наземните ресурси са големи, но нередовно разпределени. Около 80% от известните световни ресурси на манган са в Южна Африка; други важни находища на манган са в Украйна, Австралия, Индия, Китай, Габон и Бразилия. [30] Според оценка от 1978 г., дъното на океана има 500 милиарда тона манганови възли. [31] Опитите за намиране на икономически жизнеспособни методи за събиране на манганови възли са изоставени през 70-те години. [32]
В Южна Африка повечето идентифицирани находища се намират в близост Хотазел в Провинция Северен Кейп, с прогноза за 2011 г. от 15 милиарда тона. През 2011 г. Южна Африка е произвела 3,4 милиона тона, оглавявайки всички останали държави. [33]
Манганът се добива главно в Южна Африка, Австралия, Китай, Габон, Бразилия, Индия, Казахстан, Гана, Украйна и Малайзия. [34] Източници за внос от САЩ (1998–2001 г.): Манганова руда: Габон, 70%; Южна Африка, 10%; Австралия, 9%; Мексико, 5%; и други, 6%. Фероманган: Южна Африка, 47%; Франция, 22%; Мексико, 8%; Австралия, 8%; и други, 15%. Манган, съдържащ се във целия внос на манган: Южна Африка, 31%; Габон, 21%; Австралия, 13%; Мексико, 8%; и други, 27%. [30] [35]
За производството на фероманган, мангановата руда се смесва с желязна руда и въглерод и след това се редуцира или в доменна пещ, или в електрическа дъгова пещ. [36] Полученото фероманган има съдържание на манган от 30 до 80%. [7] Чистият манган, използван за производството на сплави без желязо, се произвежда от излугване манганова руда с сярна киселина и последващо електроуспяване процес. [37]
По-прогресивният процес на екстракция включва директно намаляване на мангановата руда в купчината. Това става чрез просмукване на природен газ през дъното на купчината; природният газ осигурява топлината (трябва да бъде най-малко 850 ° C) и редуциращия агент (въглероден окис). Това намалява цялата манганова руда до манганов оксид (MnO), който е извличаща форма. След това рудата преминава през верига за смилане, за да намали размера на частиците на рудата до между 150 и 250 μm, увеличавайки повърхността, за да подпомогне излугването. След това рудата се добавя към резервоар за излугване на сярна киселина и черното желязо (Fe 2+ ) в съотношение 1,6: 1. Желязото реагира с мангановия диоксид и се образува железен хидроксид и елементарен манган. Този процес дава приблизително 92% възстановяване на мангана. За по-нататъшно пречистване манганът след това може да бъде изпратен в електроцентрала. [38]
През 1972 г. ЦРУ’с Проект Azorian, чрез милиардер Хауърд Хюз, пусна кораба в експлоатация Хюз Гломар Explorer с историята на корицата за събиране на манганови възли от морското дъно. [39] Това предизвика прилив на дейности за събиране на манганови възли, което всъщност не беше практично. Истинската мисия на Хюз Гломар Explorer е да вдигне потънал Съветски подводница, К-129, с цел извличане на съветски кодови книги. [40]
Mn възли се намират по океанското дъно и се добиват за манган. Това копаене може да има неуспехи. Физическите, химичните и биологичните въздействия върху околната среда могат да възникнат поради този добив на възли. Копаенето нарушава морското дъно, причинявайки облак от ресуспендирани утайки. Тази суспензия включва тежки метали и неорганични хранителни вещества, които могат да доведат до замърсяване на почти дънните води от разтворени токсични съединения. Възелите Mn са също пасища, жизнено пространство и защита на ендо- и епифауналните системи. Когато възлите на тези тези бъдат премахнати, тези системи са пряко засегнати. Като цяло това може да накара видовете да напуснат района или да изчезнат напълно. [41]
Приложения
Манганът няма задоволителен заместител в основните си приложения в металургията. [30] При незначителни приложения (напр. Манганово фосфатиране), цинк и понякога ванадий са жизнеспособни заместители.
Стомана
Манганът е от съществено значение за желязото и производство на стомана по силата на неговото фиксиране на сяра, дезоксидиращ, и легиране имоти, както е признато за първи път от британския металург Робърт Форестър Муше (1811–1891), който през 1856 г. въвежда елемента под формата на Spiegeleisen, в стомана със специфичната цел за отстраняване на излишния разтворен кислород, сяра и фосфор с цел подобряване на нейната ковкост. Производство на стомана, [42] включително неговия компонент за производство на желязо, представлява най-голямото търсене на манган, в момента в диапазона от 85% до 90% от общото търсене. [37] Манганът е ключов компонент на ниската цена неръждаема стомана. [35] [43] Често фероманган (обикновено около 80% манган) е междинното съединение в съвременните процеси.
Малки количества манган подобряват обработваемостта на стоманата при високи температури, като образуват високо топящ се сулфид и предотвратяват образуването на течност железен сулфид на границите на зърното. Ако съдържанието на манган достигне 4%, омекотяването на стоманата се превръща в доминираща характеристика. Крихтенето намалява при по-високи концентрации на манган и достига приемливо ниво от 8%. Стоманата, съдържаща 8 до 15% манган, има висока издръжливост на опън до 863 МРа. [44] [45] Стомана с 12% манган е открита през 1882 г. от Робърт Хадфийлд и все още е известен като Стомана Хадфийлд (мангал). Използвано е за британски военни стоманени каски и по-късно от американската армия. [46]
Алуминиеви сплави
Второто по големина приложение за манган е в алуминиеви сплави. Алуминият с приблизително 1,5% манган има повишена устойчивост на корозия чрез зърна, които абсорбират примеси, което би довело до галванична корозия. [47] Устойчив на корозия алуминиеви сплави За повечето се използват 3004 и 3104 (0,8 до 1,5% манган) кутии за напитки. [48] Преди 2000 г. повече от 1,6 милиона тона от тези сплави са използвани; при 1% манган, това консумира 16 000 тона манган. [ неуспешна проверка ] [48]
Други приложения
Метилциклопентадиенил манган трикарбонил се използва като добавка в безоловен бензин за засилване октаново число и намалете почукване на двигателя. Манганът в това необичайно органометално съединение е в +1 степен на окисление. [49]
Манганов (IV) оксид (манганов диоксид, MnO2) се използва като реагент в органична химия за окисление на бензил алкохоли (където хидроксил група е в съседство с ароматен пръстен). Мангановият диоксид се използва от древността за окисляване и неутрализиране на зеленикавия оттенък в стъклото от следи от замърсяване с желязо. [22] MnO2 се използва и при производството на кислород и хлор и при сушене на черни бои. В някои препарати е кафяв пигмент за боя и е съставна част на естествения ъмбър.
Манганов (IV) оксид е бил използван в оригиналния тип суха клетка батерия като електронен акцептор от цинк и е черен материал в фенерните клетки тип въглерод-цинк. По време на разреждането мангановият диоксид се редуцира до манганов оксид-хидроксид MnO (OH), предотвратявайки образуването на водород в анода на батерията. [50]
Същият материал функционира и в по-нови алкални батерии (обикновено акумулаторни клетки), които използват същата основна реакция, но различна електролитна смес. През 2002 г. за тази цел са използвани над 230 000 тона манганов диоксид. [27] [50]
Металът понякога се използва в монети; до 2000 г. единствената монета на САЩ, използваща манган, беше «военновременен» никел от 1942 до 1945г. [51] Традиционно за производството на никелови монети се използва сплав от 75% мед и 25% никел. Въпреки това, поради недостиг на никелов метал по време на войната, той е заменен с повече налични сребро и манган, като по този начин се получава сплав от 56% мед, 35% сребро и 9% манган. От 2000 г. насам доларови монети, например Долар Sacagawea и Президентски монети от 1 долар, са направени от месинг, съдържащ 7% манган с чисто медно ядро. [52] И в двата случая на никел и долар, използването на манган в монетата трябваше да дублира електромагнитните свойства на предишна идентична по размер и ценена монета в механизмите на автоматите. В случая на по-късните монети в щатски долари, мангановата сплав е била предназначена да дублира свойствата на сплавта мед / никел, използвана в предишната Сюзън Б. Антъни долар.
Мангановите съединения са използвани като пигменти и за оцветяване на керамика и стъкло. Кафявият цвят на керамиката понякога е резултат от манганови съединения. [53] В стъкларската промишленост мангановите съединения се използват за два ефекта. Манганът (III) реагира с желязото (II), за да предизвика силен зелен цвят в стъклото чрез образуване на по-малко оцветено желязо (III) и леко розов манган (II), компенсирайки остатъчния цвят на желязото (III). [22] По-големи количества манган се използват за производство на розово оцветено стъкло. През 2009 г. професор Mas Subramanian и сътрудници в Държавен университет в Орегон откри, че манганът може да се комбинира с итрий и индий да се формира интензивно син, нетоксичен, инертен, устойчив на избледняване пигмент, YInMn синьо, първият нов син пигмент, открит от 200 години насам.
Четиривалентен манганът се използва като активатор в червено-излъчващ фосфори. Докато са известни много съединения, които показват луминисценция, [54] по-голямата част не се използват в търговски приложения поради ниска ефективност или дълбоки червени емисии. [55] [56] Въпреки това, няколко Mn 4+ активираните флуориди са докладвани като потенциални червени излъчващи фосфори за топло-бели светодиоди. [57] [58] Но и до днес само К.2SiF6: Mn 4+ се предлага в търговската мрежа за използване в топло бяло Светодиоди. [59]
Манганов оксид също се използва в Портланд цимент смеси. [60]
Биологична роля
Биохимия
Биологична роля при хората
Манганът е основен хранителен елемент на човека. Той присъства като a коензим в няколко биологични процеса, които включват метаболизъм на макроелементи, образуване на кости и свободни радикали защитни системи. Той е критичен компонент в десетки протеини и ензими. [62] Човешкото тяло съдържа около 12 mg манган, предимно в костите. Останалата част от меките тъкани е концентрирана в черния дроб и бъбреците. [28] В човешкия мозък манганът е свързан с манган металопротеини, най-вече глутамин синтетаза в астроцити. [63]
Токсичност
Прекомерното излагане или прием може да доведе до състояние, известно като манганизъм, а невродегенеративни разстройство, което причинява допаминергична невронална смърт и симптоми, подобни на болестта на Паркинсон. [28] [64]
Токсичност в морския живот
Много ензимни системи се нуждаят от Mn, за да функционират, но при високи нива Mn може да стане токсичен. Една от причините, поради които нивата на Mn в морската вода могат да се увеличат, е когато настъпят хипоксични периоди. [65] От 1990 г. има съобщения за натрупване на Mn в морски организми, включително риби, ракообразни, мекотели и иглокожи. Конкретни тъкани са мишени при различни видове, включително хрилете, мозъка, кръвта, бъбреците и черния дроб / хепатопанкреаса. Физиологични ефекти са докладвани при тези видове. Mn може да повлияе на обновяването на имуноцитите и тяхната функционалност, като фагоцитоза и активиране на профенолоксидаза, потискайки имунната система на организмите. Това кара организмите да бъдат по-податливи на инфекции. С настъпването на изменението на климата разпределението на патогените се увеличава и за да могат организмите да оцелеят и да се защитят срещу тези патогени, те се нуждаят от здрава, силна имунна система. Ако техните системи бъдат компрометирани от високи нива на Mn, те няма да могат да се борят с тези патогени и да умрат. [5]
Хранене
Диетични препоръки
| Мъже | Женски | ||
|---|---|---|---|
| Възраст | AI (mg / ден) | Възраст | AI (mg / ден) |
| 1–3 | 1.2 | 1–3 | 1.2 |
| 4–8 | 1.5 | 4–8 | 1.5 |
| 9–13 | 1.9 | 9–13 | 1.6 |
| 14–18 | 2.2 | 14–18 | 1.6 |
| 19+ | 2.3 | 19+ | 1.8 |
| бременна: 2 | |||
| кърмене: 2.6 | |||
The Американски медицински институт (IOM) актуализира прогнозните средни изисквания (EAR) и препоръчителните хранителни добавки (RDA) за минерали през 2001 г. За мангана нямаше достатъчно информация за определяне на EAR и RDA, така че нуждите се описват като прогнози за Адекватен прием (AI). Що се отнася до безопасността, IOM определя Поносими горни нива на прием (ULs) за витамини и минерали, когато доказателствата са достатъчни. В случай на манган UL за възрастни се определя на 11 mg / ден. Всички EAR, RDA, AI и UL са посочени заедно Референтен прием на диети (DRI). [66] Дефицитът на манган е рядък. [67]
The Европейски орган за безопасност на храните (EFSA) се отнася до колективния набор от информация като диетични референтни стойности, с референтен прием на население (PRI) вместо RDA и средно изискване вместо EAR. AI и UL определят същото като в САЩ. За хора на възраст 15 и повече AI е определен на 3,0 mg / ден. AI за бременност и кърмене е 3,0 mg / ден. За деца на възраст от 1 до 14 години AI се увеличават с възрастта от 0,5 до 2,0 mg / ден. AI за възрастни са по-високи от американските RDA. [68] EFSA прегледа същия въпрос за безопасност и реши, че няма достатъчно информация за определяне на UL. [69]
За етикетиране на хранителни и хранителни добавки в САЩ количеството в порция се изразява като процент от дневната стойност (% DV). За целите на етикетирането на манган 100% от дневната стойност е 2,0 mg, но от 27 май 2016 г. тя е преработена на 2,3 mg, за да я приведе в съответствие с RDA. [70] [71] Спазването на актуализираните разпоредби за етикетиране се изисква до 1 януари 2020 г., за производители с 10 милиона долара или повече годишни продажби на храни и до 1 януари 2021 г., за производители с годишни продажби на храни под 10 милиона долара. [72] [73] [74] През първите шест месеца след датата на спазване на 1 януари 2020 г. FDA планира да работи съвместно с производителите, за да отговори на новите изисквания за етикети на Nutrition Facts и няма да се съсредоточи върху действия по прилагане по отношение на тези изисквания през това време. [72] Таблица на старите и новите дневни стойности за възрастни е предоставена на Референтен дневен прием.
Биологична роля при бактериите
Mn-SOD е видът SOD, присъстващ в еукариот митохондрии, а също и при повечето бактерии (този факт е в съответствие с теорията за бактериалния произход на митохондриите). Ензимът Mn-SOD е може би един от най-древните, тъй като почти всички организми, живеещи в присъствието на кислород, го използват, за да се справят с токсичните ефекти на супероксид ( О −
2 ), образуван от 1-електронната редукция на диоксида. Изключенията, които са всички бактерии, включват Lactobacillus plantarum и свързани лактобацили, които използват различен неензимен механизъм с манган (Mn 2+ ) йони, комплексирани с полифосфат, което предполага път на еволюция на тази функция в аеробния живот.
Биологична роля в растенията
Манганът е важен и за фотосинтезата отделяне на кислород в хлоропласти в растенията. The кислород-развиващ се комплекс (OEC) е част от фотосистема II, съдържаща се в тилакоидните мембрани на хлоропластите; той е отговорен за терминала фотоокисляване на вода по време на светлинни реакции на фотосинтезаи има металоензимно ядро, съдържащо четири атома манган. [75] [76] За да се изпълни това изискване, повечето растителни торове с широк спектър съдържат манган.
Предпазни мерки
Мангановите съединения са по-малко токсични от тези на други широко разпространени метали, като например никел и мед. [78] Излагането на манганов прах и изпарения обаче не трябва да надвишава таванната стойност от 5 mg / m 3 дори за кратки периоди поради нивото на токсичност. [79] Отравянето с манган е свързано с нарушени двигателни умения и когнитивни разстройства. [80]
Перманганатът проявява по-висока токсичност от мангановите (II) съединения. Фаталната доза е около 10 g и са настъпили няколко фатални интоксикации. Силният окислителен ефект води до некроза от лигавица. Например хранопровода се засяга, ако перманганатът се погълне. Само ограничено количество се абсорбира от червата, но това малко количество показва сериозни ефекти върху бъбреците и черния дроб. [81] [82]
Като цяло излагането на атмосферни концентрации на Mn въздух над 5 μg Mn / m3 може да доведе до симптоми, предизвикани от Mn. Увеличен феропортин експресията на протеин в човешки ембрионални бъбречни клетки (HEK293) е свързана с намалена вътреклетъчна концентрация на Mn и отслабена цитотоксичност, характеризиращ се с обръщане на Mn-намалено глутамат поглъщане и намаляване лактат дехидрогеназа изтичане. [85]
Проблеми със здравето на околната среда
В питейна вода
В бензин
Метилциклопентадиенил манган трикарбонил (MMT) е a бензин добавка, използвана за заместване на оловни съединения за безоловни бензини за подобряване на октаново число от нискооктанови петролни дестилати. Намалява почукване на двигателя агент чрез действието на карбонилни групи. Горивата, съдържащи манган, обикновено образуват манганови карбиди, които увреждат изпускателни клапани. В сравнение с 1953 г. нивата на манган във въздуха са спаднали. [89]
В тютюневия дим
The тютюнево растение лесно се абсорбира и натрупва тежки метали като манган от околната почва в листата му. Впоследствие те се вдишват по време на тютюнопушене. [90] Докато манганът е съставна част на тютюнев дим, [91] проучванията до голяма степен стигат до извода, че концентрациите не са опасни за човешкото здраве. [92]
Роля в неврологичните разстройства
Манганизъм
Прекомерното излагане на манган е най-често свързано с манганизъм, рядко неврологично разстройство, свързано с прекомерно поглъщане или вдишване на манган. В миналото хората, заети в производството или преработката на манганови сплави [93] [94] са били изложени на риск от развитие на манганизъм; настоящите разпоредби за здраве и безопасност обаче защитават работниците в развитите страни. [83] Разстройството е описано за първи път през 1837 г. от британския академик Джон Купър, който е изследвал двама пациенти, които са мелели манган. [25]
Манганизмът е двуфазно разстройство. В ранните си стадии опиянен човек може да изпита депресия, промени в настроението, компулсивно поведение и психоза. Ранните неврологични симптоми отстъпват място на късния стадий на манганизъм, който прилича болестта на Паркинсон. Симптомите включват слабост, монотонна и забавена реч, безизразно лице, тремор, наклонена напред походка, невъзможност да се върви назад без падане, скованост и общи проблеми със сръчността, походката и равновесието. [25] [95] За разлика от болестта на Паркинсон, манганизмът не е свързан със загуба на обонянието и пациентите обикновено не реагират на лечение с L-DOPA. [96] Симптомите на манганизма в късен стадий стават по-тежки с течение на времето, дори ако източникът на експозиция бъде премахнат и нивата на манган в мозъка се нормализират. [95]
Доказано е, че хроничното излагане на манган поражда подобно на паркинсонизъм заболяване, характеризиращо се с нарушения в движението. [97] Това състояние не реагира на типични терапии, използвани при лечението на PD, предлагащ алтернативен път от типичния допаминергичен загуба в рамките на substantia nigra. [97] Манганът може да се натрупва в базални ганглии, което води до необичайни движения. [98] Мутация на гена SLC30A10, транспортьор на манганов излив, необходим за намаляване на вътреклетъчния Mn, е свързана с развитието на това подобно на паркинсонизъм заболяване. [99] The Леви тела типични за PD не се наблюдават при индуциран от Mn паркинсонизъм. [98]
Експериментите с животни са дали възможност да се изследват последиците от прекомерното излагане на манган при контролирани условия. При (неагресивни) плъхове манганът предизвиква поведение за убиване на мишки. [100]
Нарушения на детското развитие
Няколко скорошни проучвания се опитват да изследват ефектите от хроничното ниско дозиране на прекомерното излагане на манган върху детско развитие. Най-ранното проучване е проведено в китайската провинция Шанси. Питейната вода там е била замърсена чрез неправилно напояване на отпадъчни води и е съдържала 240-350 µg Mn / L. Въпреки че концентрациите на Mn при или под 300 µg Mn / L се считат за безопасни по време на проучването от US EPA и 400 µg Mn / L от Световна здравна организация, 92-те деца, включени в извадката (между 11 и 13-годишна възраст) от тази провинция, показаха по-ниска производителност при тестове за ръчна сръчност и бързина, краткосрочна памет и визуална идентификация в сравнение с деца от незамърсена зона. Съвсем наскоро проучване на 10-годишни деца в Бангладеш показа връзка между концентрацията на Mn в кладенчевата вода и намаленото ниво на коефициент на интелигентност. A third study conducted in Quebec examined school children between the ages of 6 and 15 living in homes that received water from a well containing 610 µg Mn/L; controls lived in homes that received water from a 160 µg Mn/L well. Children in the experimental group showed increased hyperactive and oppositional behavior. [86]
The current maximum safe concentration under EPA rules is 50 µg Mn/L. [101]
Невродегенеративни заболявания
A protein called DMT1 is the major transporter in manganese absorption from the intestine, and may be the major transporter of manganese across the кръвно-мозъчна бариера. DMT1 also transports inhaled manganese across the nasal epithelium. The proposed mechanism for manganese toxicity is that dysregulation leads to oxidative stress, mitochondrial dysfunction, glutamate-mediated excitoxicity, and aggregation of proteins. [102]