1 Zink i arkitekturen
Med materialen zink gestaltas sedan århundraden tillbaka framstående arkitektoniska lösningar. Inte minst tack vare sin långa livslängd och den utmärkta formbarheten uppskattas dessa material av arkitekter och projekterare och går inte att avstå från. Utmärkta materialegenskaper och högt korrosionsmotstånd med en patina, som bildas naturligt, sörjer för att fackmannamässigt förarbetad zink bevarar sina fördelar under en användningsperiod, som sträcker sig över generationer. I den omfattande värderingen av hela livscykeln – utvinning av råmaterial, förarbetning, användning och recycling – kan zink betecknas som särskilt varaktiga byggmaterial. Förordningar och regleringar leder ofta på grund av bristande know-how till feltolkningar av zinkens biologiska verkningar. En felaktigt uppfattad förebyggandeprincip kan medföra restriktioner vid planering och utförande.
2 Naturlig förekomst
Zink förekommer överallt i vår omvärld – i de mest sällsynta formerna som ren metall, men i regel bundna i mineraler och malmer.
Frigjorda metaller finns naturligt i ringa koncentrationer som livsviktiga grundämnen i de flesta vattendrag med regionalt mycket starkt varierande koncentrationer.
Uppåt >>
3 Livsviktighet
Zink är essentiellt, dvs. livsnödvändiga material i naturens kretslopp. De används t.ex. målinriktat inom lantbruket för att förbättra markens egenskaper eller skall tillföras utifrån tillsammans med näring, då de inte själva kan bildas i organismerna. Hos människan, som i alla levande organismer, måste de förekomma i bestämda koncentrationer för att säkerställa ämnesomsättningens styrning.
4 Biotillgänglighet
Enbart beviset att zink finns i vår omvärld (detta kan också ha geogena, dvs. naturliga skäl) säger ingenting om en belastning på miljön. Endast en del av zink, som förekommer i miljön, kan tas upp av människor, djur och växter. Denna del betecknas som ”biotillgänglig”, dvs. hur mycket zink, som är biotillgängligt, beror på förhållandena i omgivningen.
Den inte biotillgängliga delen av och zink, som finns, är bunden, t.ex. i komplexbildningar, är mineraliserad eller partikelbunden och inte tillgänglig för organismer.
För bedömningen av kritiska koncentrationer används, grovt förenklat, totalkoncentrationer.
Totalkoncentrationer säger ingenting om den verkliga upptagningen av zink genom organismer. Upptagningen bestäms uteslutande av den biotillgängliga andelen.
Uppåt >>
5 Homeostas
De livsnödvändiga metallen zink finns inte alltid i samma koncentration. Det varierande inslaget utjämnas som hos organismerna i ett regelsystem. Härigenom uppstår en artspecifik jämvikt, homeostasen. Denna styr upptagning, lagring och utläckage och säkerställer att vid ökat behov metallen ytterligare kan tas upp i en organism. På grund av denna reaktion förekommer hos livsnödvändiga metaller ingen bioackumulation, alltså ingen anrikning, av detta material i näringskedjan.
6 Naturligt kretslopp
Upptagning, lagring och utläckage av zink är t.ex. i växternas värld en helt normal process. Upptagningen sker under våren under vegetationsperioden (växtperioden). Därefter är metallerna delvis lagrade i bladen. Under hösten och vintern återförs de ur löven tillbaka till miljön. Denna process kan läsas av på metallkoncentrationerna i våra ytvattendrag och i skogsmarkernas humusskikt.
Uppåt >>
7 Patina och utläckage
Icke belagd zinkplåt, som är utsatt för atmosfärisk påverkan, bildar så småningom ett ytskikt av korrosionsprodukter, som betecknas som patina. De förhärskande koncentrationerna av luftfrämmande ämnen och övriga miljöförhållandena bestämmer i det väsentligaste patinans sammansättning och skyddande egenskaper. Som en följd av torra och våta avlagringar kan en del av patinan löses upp och rinna av från ytan, medan patinans resterande del förblir kvar på ytan under nederbörd. Endast denna ringa frisatta metalldel betecknar man som metallavrinning.
Atmosfärens svaveldioxidhalt är under denna korrosionsprocess den dominerande faktorn för påverkan. Med en stark tillbakagång av svaveldioxidhalterna i luften har även utläckaget avtagit väsentligt. Raterna för utläckaget ligger idag avsevärt lägre än sådana beräknade data, som tidigare tjänade som basis för idag gällande lagliga åtgärder och förordningar.
8 Påverkan på miljön
Aktuella och officiella undersökningar av Umweltbundesamt (Miljömyndigheten i Tyskland) bevisar att endast 2 % av hela miljöpåverkan av zink kan härledas från takytor. Andelen, som hamnar i marken, är genom mindre än en halv procent ännu lägre. Tar man hänsyn till ovan beskrivna naturliga säsongsbetingade cirkulationsprocesser (t.ex. avlövning), reduceras andelen ännu en gång mångfaldigt.
Uppåt >>
9 Bindning och komplexbildning
Zink existerar i olika kemiska former, av vilka den fria (hydratiserade) metalljonen i regel uppvisar den högsta biotillgängligheten.
Som fast beståndsdel i en kemisk förbindelse uppvisar metallen för det mesta en mycket lägre biotillgänglighet, dvs. den kan tas upp sämre av organismerna i miljön.
Mätningar av takavlopp på metalltäckta tak visar att den största delen av frisat zink föreligger först i jonisk och därigenom i biotillgänglig form. Avrinningsvattnet från ett tak eller en byggnad tillförs vanligtvis genom en vattenberedningsanläggnings stuprör eller sipprar bort över resp. under jord. Det kommer härvid redan i takets omedelbara omgivning i kontakt med organiskt eller oorganiskt material (t.ex. kalksten och jord). Detta leder till viktiga förändringar i den kemiska komponentbildningen (komplexbildning, dvs. bindning i en molekylförening).
Senaste undersökningar visar att den biotillgängliga andelen av zink genomgår redan i takets omedelbara omgivning en snabb och betydande reducering.
10 Mark och grundvattenskydd
Markens naturliga funktion att tillbakahålla sådana komponenter är redan uttryckligen påvisad i tillämpliga regleringar. Nyare undersökningar visar att det inte sker en överföring av lösta andelar zink från marken in till grundvattnet på grund av bindningen till lermineraler, järnoxider och organisk substans (adsorption). Den biokemiska förbindelsen är varaktig och beständig. I långa perioder (> 100 år) sker en omlagring till mineraliska malmer. En upptagning ur marken sker genom växtligheten.
Uppåt >>
Litteratur
Heinz Hullmann (2003): Natürlich oxidierende Metalloberflächen – Umweltauswirkungen
ISBN: 3-8167-6218-2, Frauenhofer IRB Verlag
Faller M., Reiss D. (2005): Runoff behaiviour of metallic materials used for roofs and facades - a 5-year field exposure study in Switzerland, Materials and Corrosion 2005, 56, No.4, S244-249
Lichtnecker H. & Hullmann, H. (2002): Zink. Metall, 5/2002.
Bertling, S., Odnevall Wallinder, I., Leygraf, C., Berggren, D. (2002), Kunglig Teknisk Högskola (KTH) . Avdelning för korrosionslära, Stockholm: Immobilization of copper in runoff water from roofing materials by limestone, soil and concrete. 15th Int.Corr. Congr., Paper 44, Granda, Spain 2002
Bertling, S., Odnevall Wallinder, I., Leygraf, C., Berggren, D. (2002), Kunglig Teknisk Högskola (KTH). Avdelning för korrosionslära, Stockholm: Environmental Effects of Zinc Runoff from Roofing Materials – A New Multidisciplinary Approach. Outdoor and Indoor Atmospheric Corrosion, ASTM STP 1421
Inger Odnevall Wallinder, Sofia Bertling, Christofer Leygraf: Kupfer- und Zinkabschwemmungen von Metalldächern - Forschung schließt Wissenslücken bei realen Massenströmen. wlb 1-2/2005, S15-18 CBP, Volume 133C Numers 1-2; September 2002, ISSN:1532-0456; The Biotic Ligand Model for Metals
Uppåt >>
