Mangan - właściwości, zastosowanie. Czy jest szkodliwy?

Mangan – pierwiastek bez którego człowiek nie może żyć. Jednak w nadmiarze może być neurotoksyczny. Sprawdź, jakie ma mangan właściwości. Czy mangan w wodzie może być niebezpieczny? Czym skutkuje zatrucie tą substancją? Jakie są konsekwencje jej niedoboru?

Co to jest mangan?

Mangan jest jasno-srebrzystym pierwiastkiem z grupy metali, jednym z tych, które są niezbędne dla prawidłowego rozwoju i funkcjonowania człowieka. Mangan:

bierze udział w syntezie białek, a także kwasów nukleinowych DNA i RNA oraz kwasów tłuszczowych;
odgrywa rolę w wytwarzaniu tyroksyny (T4), nieaktywnego hormonu tarczycy;
zapewnia ochronę organizmu przed wolnymi rodnikami;
jest niezbędny dla działania układu nerwowego, w tym mózgu;
bierze udział w procesie tworzenia tkanki łącznej i kości;
przyczynia się do utrzymania zdrowej skóry.

Z drugiej jednak mangan, w przypadku zwiększonej ekspozycji na jego działanie, może mieć działanie neurotoksyczne. Tego typu sytuacje nie mają związku z przyswajaniem niewielkich ilości manganu w pożywieniu, mogą natomiast być wynikiem:

zatrucia drogą wziewną (skażenia przemysłowe),
zatrucia poprzez nieoczyszczoną wodę pitną.

Zastosowanie i właściwości manganu

Mangan oznaczony jest w układzie okresowym symbolem Mn. Jest drugim, po żelazie, metalem ciężkim najpowszechniej występującym na kuli ziemskiej. Jest twardy, kruchy, srebrzysty o różowawym połysku. Temperatura topnienia manganu jest stosunkowo niska i wynosi 1244 stopnie, a wrzenia – 2097 stopni Celsjusza. Jest aktywny chemicznie, reaguje z wieloma kwasami. W przemyśle właściwości manganu są wykorzystywane do produkcji stali, obniżając jej temperaturę topnienia. Mangan występuje w warstwie skalnej skorupy ziemskiej, a z niej przenika na powierzchnię. Dlatego też powszechna jest obecność tego pierwiastka między innymi w glebach i przede wszystkim – w wodzie.

Mangan w wodzie

Mangan w wodzie znajduje się zarówno w ciekach podziemnych, jak i powierzchniowych. Zazwyczaj w sposób naturalny (przenikając ze skał), choć też niekiedy w wyniku działalności wytwórczej człowieka (na przykład ze ścieków przemysłowych). Jest to znacznym problemem w kontekście zlokalizowanych pod ziemią ujęć wody pitnej, zarówno indywidualnych studni, jak i bardziej rozbudowanych urządzeń służących zaopatrywaniu w wodę na skalę masową – stąd konieczność stosowania silnych filtrów.

Stężenia manganu w wodach podziemnych mogą sięgać przeszło 10 mg/litr, co jest dawką przewyższającą dzienne zapotrzebowane człowieka na ten pierwiastek. Instytut Żywności i Żywienia podaje, że wedle surowych wytycznych amerykańskich, absorbcja manganu nie powinna przekraczać 2,3 mg na dobę w przypadku mężczyzn i 1,8 mg u kobiet. Nieco bardziej liberalne podejście stosuje się w innych krajach, np. Australii, gdzie normy wahają się w granicach 5 – 5,5 mg na dobę. Natomiast w Europie, decyzją Komitetu ds. Żywności UE, przyjęto, że prawidłowa absorbcja mieści się w przedziale 1 – 10 mg. Co ciekawe, zaleceń w tej kwestii nie sformułowała Światowa Organizacja Zdrowia (WHO)

Należy przy tym pamiętać, że woda pitna podawana jest filtracji, dlatego w większości przypadków (przynajmniej jeśli chodzi o duże ujęcia służące do celów komunalnych oraz wyrobu wody butelkowanej) finalne stężenia manganu nie przekraczają poziomu 0,3 – 0,4 mg/l/. Zagrożenie dotyczy więc głównie nieoczyszczonej wody z prymitywnych ujęć indywidualnych. Bardziej niż na czystą wodę, należy uważać na herbatę – jedna tylko filiżanka tego napoju może zawierać od 0,4 do nawet 1,3 mg manganu. Regularne picie herbaty może zatem prowadzić do znacznego przekroczenia dobowych norm.

Mangan w diecie

Jeżeli chodzi o mangan w diecie, jego zwartość jest zróżnicowana. Oprócz wspomnianej herbaty, najwyższe stężenia tego pierwiastka (około 2 mg/100 gram) notuje się w takich produktach, jak:

ciemne pieczywo,
suche nasiona roślin strączkowych (fasoli, grochu),
kasza gryczana.

Jeśli natomiast chcielibyśmy włączyć do menu produkty ubogie w mangan (poniżej 0,05 mg), mogą nimi być:

mleko i sery,
ryby,
owoce: arbuz, wiśnia, pomarańcza, cytryna.

Wedle danych, którymi dysponuje Instytut Żywności i Żywienia, przeciętna zawartość manganu w pokarmie spożywanym przez Polaków wynosi:

5,45 mg na dobę w przypadku mężczyzn,
4,10 mg na dobę w przypadku kobiet.

Mieści się to więc w przedziałach akceptowanych w Unii Europejskiej.

Zatrucie manganem

Naukowcy podkreślają, że stosując zwykłą, zrównoważoną dietę, niezwykle trudno jest o wytworzenie nadmiaru tego pierwiastka w organizmie, chyba, że ktoś na dużą skalę opija się herbatą.

Jeśli natomiast chodzi o możliwe zatrucie manganem w wyniku kontaktu z metalem zawartym w nieoczyszczonej wodzie (powyżej 10 mg/l), możliwe są takie objawy, jak:

ból mięśni, drżenie kończyn,
uczucie zmęczenia, osłabienie koncentracji, apatia.

Poważniejsze konsekwencje neurotoksyczne występują w wyniku styczności z manganem pochodzącym ze skażeń przemysłowych. W tym przypadku objawy mogą być zbliżone do symptomów choroby Parkinsona. Są to jednak przypadki sporadyczne.

Niedobór manganu

Jeszcze rzadziej spotykana jest sytuacja odwrotna, czyli niedobór manganu, co ma związek nie tylko z powszechnością tego pierwiastka w pokarmie i wodzie, ale też naturalnym mechanizmem zabezpieczającym organizm przed wydalaniem go w sytuacji grożącego deficytu. Nie mniej, w przypadku wystąpienia, niedobór manganu powoduje:

opóźnienie rozwoju fizycznego,
zaburzenia potencji i płodności,
zaburzenia koordynacji ruchowej,
uszkodzenia stawów i kości,
zaburzenia układu nerwowego,
zmiany skórne,
padaczkę.

Autor: Piotr Brzózka

Czytaj też:

Źródła:

Mirosław Jarosz (red.) Normy żywienia dla populacji Polski, Instytut Żywności i Żywienia, Warszawa 2017
Jolanta Surgiewicz, Mangan i jego związki, Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy 2012, nr 1(71)
Dorota Maziarka, Bożena Krogulska, Mangan w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi, Główny Inspektorat Sanitarny, Warszawa 2018
Justyna Brzezicha-Cirocka, Małgorzata Grembecka, Piotr Szefer, Herbata jako źródło manganu w codziennej diecie człowieka, Bromatologia i Chemia Toksykologiczna – XLIX, 2016