Тальк , или тальк , представляет собой глинистый минерал , состоящий из гидратированного силиката магния , с химической формулой Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 . Тальк в порошкообразной форме, часто в сочетании с кукурузным крахмалом , используется в качестве детской присыпки . Этот минерал используется в качестве загустителя и смазки . Он является ингредиентом в керамике , красках и кровельных материалах . Он является основным ингредиентом во многих косметических средствах . [6] Он встречается в виде слоистых или волокнистых масс и в исключительно редкой кристаллической форме. Он имеет идеальную базальную спайность и неровный плоский излом, и он слоистый с двухмерной пластинчатой формой.
Шкала твердости минералов Мооса , основанная на сравнении твердости царапания , определяет значение 1 как твердость талька, самого мягкого минерала. При соскабливании на пластине для штриховки тальк дает белую полосу, хотя этот показатель не имеет большого значения, поскольку большинство силикатных минералов дают белую полосу. Тальк является полупрозрачным или непрозрачным, с цветами от беловато-серого до зеленого со стекловидным и перламутровым блеском . Тальк не растворяется в воде и слабо растворяется в разбавленных минеральных кислотах . [7]
Мыльный камень — метаморфическая горная порода, состоящая преимущественно из талька.
Слово тальк происходит от персидского : تالک tālk . В древние времена это слово использовалось для различных родственных минералов, включая тальк, слюду и селенит . [8]
Тальк в основном образуется в результате метаморфизма магнезиальных минералов, таких как серпентин , пироксен , амфибол и оливин , в присутствии углекислого газа и воды. Это известно как «карбонизация талька» или «стеатизация» и производит набор пород, известных как талькокарбонаты .
Тальк в основном образуется путем гидратации и карбонизации по следующей реакции:
Тальк также может образовываться в результате реакции между доломитом и кремнеземом, что типично для скарнирования доломитов при затоплении кремнеземом в контактных метаморфических ореолах:
Тальк также может быть образован из хлорита магния и кварца при метаморфизме голубого сланца и эклогита посредством следующей метаморфической реакции :
Тальк также встречается как диагенетический минерал в осадочных породах, где он может образовываться в результате трансформации метастабильных гидратированных магниево-глинистых предшественников, таких как керолит , сепиолит или стевенсит , которые могут осаждаться из морской и озерной воды при определенных условиях. [9]
В этой реакции соотношение талька и кианита зависит от содержания алюминия , причем более глиноземистые породы благоприятствуют образованию кианита. Это обычно связано с минералами высокого давления и низкой температуры, такими как фенгит , гранат и глаукофан в нижних фациях голубого сланца . Такие породы обычно белые, рыхлые и волокнистые и известны как белый сланец .
Тальк — это триоктаэдрический слоистый минерал; его структура похожа на пирофиллит , но с магнием в октаэдрических участках композитных слоев. [2] Кристаллическая структура талька описывается как TOT , что означает, что он состоит из параллельных слоев TOT, слабо связанных друг с другом слабыми силами Ван-дер-Ваальса . Слои TOT , в свою очередь, состоят из двух тетраэдрических листов ( T ), прочно связанных с двумя гранями одного триоктаэдрического листа ( O ). Именно слабая связь между слоями TOT придает тальку идеальную базальную спайность и мягкость. [10]
Тетраэдрические листы состоят из кремниевых тетраэдров, которые представляют собой ионы кремния, окруженные четырьмя ионами кислорода. Каждый тетраэдр делит три из своих четырех ионов кислорода с соседними тетраэдрами, образуя гексагональный лист. Оставшийся ион кислорода ( апикальный ион кислорода) доступен для связи с триоктаэдрическим листом. [11]
Триоктаэдрический лист имеет структуру листа минерала брусита . Апикальные кислороды занимают место некоторых гидроксильных ионов, которые присутствовали бы в листе брусита, прочно связывая тетраэдрические листы с триоктаэдрическим листом. [12]
Тетраэдрические листы имеют отрицательный заряд, так как их основной состав - Si 4 O 10 4- . Триоктаэдрический лист имеет равный положительный заряд, так как его основной состав - Mg 3 (OH) 2 4+ Таким образом, объединенный слой TOT является электрически нейтральным. [13]
Поскольку шестиугольники в слоях T и O немного отличаются по размеру, слои слегка искажаются, когда они связываются в слой TOT. Это нарушает гексагональную симметрию и сводит ее к моноклинной или триклинной симметрии. [14] Однако исходная гексаэдрическая симметрия различима в псевдотригональном характере кристаллов талька. [3]
Тальк — распространенный метаморфический минерал в метаморфических поясах, содержащих ультрамафические породы , такие как тальковый камень (высокотальковая порода), а также в белых и голубых сланцевых метаморфических террейнах . Яркие примеры белых сланцев включают Францисканский метаморфический пояс на западе Соединенных Штатов, западноевропейские Альпы , особенно в Италии, некоторые районы блока Масгрейв и некоторые коллизионные орогены , такие как Гималаи , которые тянутся вдоль Пакистана , Индии , Непала и Бутана .
Тальк-карбонатные ультрамафиты типичны для многих областей архейских кратонов , особенно для поясов коматиитов кратона Йилгарн в Западной Австралии . Тальк-карбонатные ультрамафиты также известны из складчатого пояса Лаклан , восточной Австралии , из Бразилии , Гвианского щита и из офиолитовых поясов Турции , Омана и Ближнего Востока .
Китай является ключевой страной-производителем талька и стеатита в мире с объемом производства около 2,2 млн тонн (2016), что составляет 30% от общего мирового производства. Другими крупными производителями являются Бразилия (12%), Индия (11%), США (9%), Франция (6%), Финляндия (4%), Италия, Россия, Канада и Австрия (по 2%). [15]
Известные промышленные месторождения талька включают тальковую шахту Mount Seabrook в Западной Австралии, образованную на полидеформированной слоистой ультрамафической интрузии. Французская Luzenac Group является крупнейшим в мире поставщиком добытого талька. Ее крупнейшая шахта талька в Тримуне около Люзенака на юге Франции производит 400 000 тонн талька в год.
Добыча в спорных районах провинции Нангархар , Афганистан, привела к тому, что международная мониторинговая группа Global Witness объявила тальк конфликтным ресурсом , поскольку прибыль используется для финансирования вооруженного противостояния между Талибаном и Исламским государством . [16]
Тальк используется во многих отраслях промышленности, включая производство бумаги, пластика , красок и покрытий (например, для форм для литья металла), резины, продуктов питания, электрических кабелей, фармацевтики, косметики и керамики. Грубая серовато-зеленая порода с высоким содержанием талька — мыльный камень или стеатит , используемый для печей, раковин, электрических распределительных щитов и т. д. Он часто используется для поверхностей лабораторных столов и электрических распределительных щитов из-за его устойчивости к теплу, электричеству и кислотам.
В тонкоизмельченном виде тальк находит применение в качестве косметического средства ( тальк ), в качестве смазки и в качестве наполнителя в производстве бумаги. Он используется для покрытия внутренних частей автомобильных камер и резиновых перчаток во время производства, чтобы поверхности не прилипали. Тальк с высокой степенью очистки использовался в детской присыпке, вяжущем порошке, используемом для предотвращения опрелостей (сыпи от подгузников). Американская академия педиатрии рекомендует родителям избегать использования детской присыпки, поскольку она представляет риск респираторных проблем, включая проблемы с дыханием и серьезное повреждение легких при вдыхании. Небольшой размер частиц затрудняет их удаление из воздуха во время нанесения порошка. Мази на основе оксида цинка являются гораздо более безопасной альтернативой. [17]
Мыльный камень (массивный тальк) часто используется в качестве маркера при сварке или металлообработке . [18] [19]
Тальк также используется в качестве пищевой добавки или в фармацевтических продуктах в качестве глиданта . В медицине тальк используется в качестве плевродезирующего средства для предотвращения рецидивирующего плеврального выпота или пневмоторакса . В Европейском Союзе номер добавки — E553b . Тальк может использоваться при обработке белого риса в качестве полирующего агента на этапе полировки.
Благодаря своей низкой прочности на сдвиг, тальк является одним из старейших известных твердых смазочных материалов. Также ограниченное использование талька в качестве добавки, снижающей трение, в смазочных маслах. [20]
Тальк широко используется в керамической промышленности как в массах, так и в глазурях. В низкообжигаемых художественных изделиях он придает белизну и увеличивает тепловое расширение, чтобы противостоять образованию трещин . В керамических изделиях небольшие проценты талька используются для флюсования массы и, следовательно, улучшения прочности и стеклования . Он является источником флюса MgO в высокотемпературных глазурях (для контроля температуры плавления). Он также используется в качестве матирующего агента в глазурях для глиняной посуды и может использоваться для производства магнезиальных штейнов при высоких температурах.
Стандарт качества ISO (ISO 3262)
Ожидаются патенты на использование силиката магния в качестве заменителя цемента. Его производственные требования менее энергоемки, чем у обычного портландцемента (при нагревании около 650 °C для талька по сравнению с 1500 °C для известняка для производства портландцемента), при этом он поглощает гораздо больше углекислого газа по мере затвердевания. Это приводит к общему отрицательному углеродному следу , поскольку заменитель цемента удаляет 0,6 тонны CO2 на тонну использования. Это контрастирует с положительным углеродным следом в 0,4 тонны на тонну обычного цемента. [21]
Тальк используется в производстве материалов, которые широко используются в интерьере зданий, таких как краски на основе базовых компонентов в настенных покрытиях. Другие области, в которых тальк используется в больших количествах, это органическое сельское хозяйство , пищевая промышленность, косметика и средства гигиены, такие как детская присыпка и стиральный порошок .
Тальк иногда используется в качестве примеси к нелегальному героину , чтобы увеличить объем и вес и тем самым увеличить его уличную стоимость. При внутривенном употреблении он может привести к легочному талькозу , гранулематозному воспалению в легких .
Стерильный порошок талька ( NDC 63256-200-05) — склерозирующий агент, используемый в процедуре плевродеза . Он может быть полезен в качестве лечения рака для предотвращения плевральных выпотов (ненормальное скопление жидкости в пространстве между легкими и грудной стенкой ). Он вводится в пространство через грудную трубку, заставляя ее закрываться, поэтому жидкость не может там собираться. Продукт можно стерилизовать сухим жаром, оксидом этилена или гамма-облучением . [22]
Высказывались подозрения, что использование талька способствует возникновению определенных типов заболеваний, в основном рака яичников и легких. Согласно IARC , тальк, содержащий асбест, классифицируется как вещество группы 1 (канцерогенное для человека), использование талька в промежности классифицируется как вещество группы 2B (возможно канцерогенное для человека), а тальк, не содержащий асбест, классифицируется как вещество группы 3 (не поддающееся классификации по канцерогенности для человека). [23] Обзоры Cancer Research UK и Американского онкологического общества пришли к выводу, что некоторые исследования обнаружили связь, но другие исследования — нет. [24] [25]
В исследованиях обсуждаются проблемы с легкими , [26] раком легких , [27] [28] и раком яичников . [29] Одним из них, опубликованным в 1993 году, был отчет Национальной токсикологической программы США , в котором было обнаружено, что косметический тальк, не содержащий асбестоподобных волокон, коррелировал с образованием опухолей у крыс, которых заставляли вдыхать тальк в течение 6 часов в день, пять дней в неделю в течение как минимум 113 недель. [27] В статье 1971 года было обнаружено, что частицы талька были внедрены в 75% исследованных опухолей яичников. [30] В 2018 году Министерство здравоохранения Канады выпустило предупреждение против вдыхания талька или использования его женщинами в промежности. [31]
Однако, напротив, исследования, опубликованные в 1995 и 2000 годах, пришли к выводу, что, хотя и было правдоподобно, что тальк может вызывать рак яичников, никаких убедительных доказательств представлено не было. [32] [33] Кроме того, обзор исследований рака яичников и использования талька, опубликованный в Европейском журнале профилактики рака в 2008 году , указал, что, хотя многие из них изучали продолжительность, частоту и накопление гигиенического использования талька, немногие обнаружили положительную связь между этими факторами, а некоторые обнаружили отрицательную: «Можно утверждать, что общие нулевые результаты, связанные с диафрагмами, покрытыми тальком, и использованием презервативов, являются более убедительным доказательством отсутствия канцерогенного эффекта, особенно с учетом отсутствия установленной корреляции между частотой нанесения порошка на промежность и концентрацией талька в тканях яичников, а также отсутствия последовательной связи доза-реакция с риском рака яичников». Вместо этого авторы приписали порошкообразному тальку «высокую степень безопасности». [34]
Аналогичным образом, в статье 2014 года, опубликованной в ведущем онкологическом журнале Journal of the National Cancer Institute , исследователи сообщили о результатах опроса 61 576 женщин в постменопаузе, более половины из которых использовали тальк в промежности. Исследователи сравнили сообщения субъектов об их собственном использовании талька с их сообщениями о том, что у них был диагностирован рак яичников их врачами, и обнаружили, независимо от возраста субъектов и статуса перевязки маточных труб, «когда-либо использование талька в промежности ... не было связано с риском рака яичников по сравнению с тем, когда они никогда не использовали», и не было никакого большего индивидуального риска рака, связанного с более длительным использованием талька. На этом основании статья пришла к выводу, что «использование талька в промежности, по-видимому, не влияет на риск рака яичников». [35] Экспертная группа по обзору косметических ингредиентов пришла к выводу в 2015 году, что тальк в концентрациях, которые в настоящее время используются в косметике, безопасен. [36]
В июле 2024 года Международное агентство по изучению рака включило тальк в список веществ, вероятно канцерогенных для человека. Исследование основано на ограниченных доказательствах того, что он может вызывать рак яичников у людей. [37]
В Соединенных Штатах Управление по охране труда и здоровья и Национальный институт охраны труда установили предельные значения профессионального воздействия вдыхаемой тальковой пыли на уровне 2 мг/м 3 в течение восьмичасового рабочего дня. При уровнях 1000 мг/м 3 вдыхание талька считается непосредственно опасным для жизни и здоровья . [38]
Управление по контролю за продуктами и лекарствами США считает тальк (силикат магния) общепризнанно безопасным (GRAS) для использования в качестве антислеживающего агента в поваренной соли в концентрациях менее 2% [39] .
Одной из особых проблем коммерческого использования талька является его частое совместное расположение в подземных месторождениях с асбестовой рудой. Асбест — это общий термин для различных типов волокнистых силикатных минералов, желательных в строительстве из-за их термостойких свойств. [40] Существует шесть разновидностей асбеста; наиболее распространенная разновидность в производстве, белый асбест , относится к семейству серпентина . [41] Серпентиновые минералы представляют собой листовые силикатные материалы ; хотя тальк и не относится к семейству серпентина, он также является листовым силикатом с двумя слоями, соединенными катионами магния. Частое совместное расположение месторождений талька с асбестом может привести к загрязнению добытого талька белым асбестом, который представляет серьезную опасность для здоровья при рассеивании в воздухе и вдыхании. Строгий контроль качества с 1976 года, включая отделение косметического и пищевого талька от талька, предназначенного для промышленного использования, в значительной степени устранил эту проблему, но она остается потенциальной опасностью, требующей смягчения при добыче и переработке талька. [42] Исследование FDA США 2010 года не обнаружило асбеста в различных продуктах, содержащих тальк. [43] Расследование Reuters 2018 года утверждало, что фармацевтическая компания Johnson & Johnson десятилетиями знала о наличии асбеста в своей детской присыпке, [44] и в 2020 году компания прекратила продажу своей детской присыпки в США и Канаде. [45] Были призывы к крупнейшим акционерам Johnson & Johnson заставить компанию прекратить мировые продажи детской присыпки и нанять независимую фирму для проведения аудита расовой справедливости, поскольку она продавалась афроамериканцам и женщинам с избыточным весом. [46] 11 августа 2022 года компания объявила, что прекратит производство тальковой пудры к 2023 году и заменит ее пудрой на основе кукурузного крахмала. Компания заявила, что тальковая пудра безопасна в использовании и не содержит асбеста. [47]
В 2006 году Международное агентство по изучению рака классифицировало тальк как возможный канцероген для человека при использовании в области женских половых органов. Несмотря на это, ни одно федеральное агентство в США не приняло мер по удалению талька с рынка или добавлению предупреждений. [48]
В феврале 2016 года в результате судебного процесса против Johnson & Johnson (J&J) суд присяжных в Сент-Луисе присудил 72 миллиона долларов семье женщины из Алабамы, которая умерла от рака яичников . Семья утверждала, что причиной ее рака стало использование талька.
В мае 2016 года женщина из Южной Дакоты получила компенсацию в размере 55 миллионов долларов в результате другого иска против J&J. [49] Женщина использовала детскую присыпку Johnson & Johnson более 35 лет, прежде чем в 2011 году у нее диагностировали рак яичников. [50]
В октябре 2016 года суд присяжных в Сент-Луисе присудил 70,1 миллиона долларов калифорнийской женщине с раком яичников, которая использовала присыпку Johnson's Baby в течение 45 лет. [51]
В августе 2017 года присяжные Лос-Анджелеса присудили 417 миллионов долларов калифорнийке Еве Эчеверрии, у которой развился рак яичников как «непосредственный результат неоправданно опасной и дефектной природы талька», как было указано в ее иске против Johnson & Johnson. [52] 20 октября 2017 года судья Верховного суда Лос-Анджелеса Марен Нельсон отклонила вердикт. Судья заявила, что Эчеверрия доказала, что «в научном и медицинском сообществе продолжаются дебаты о том, вызывает ли тальк рак яичников, и, таким образом, возникает обязанность предупреждать», но недостаточно, чтобы обосновать наложение ответственности присяжными против Johnson & Johnson, и пришла к выводу, что Эчеверрия не доказала должным образом, что тальк вызывает рак яичников. [53] [54]
В июле 2018 года суд в Сент-Луисе присудил иск на сумму 4,7 млрд долларов (4,14 млрд долларов в качестве штрафных убытков и 550 млн долларов в качестве компенсационных убытков) против J&J 22 женщинам-истцам, придя к выводу, что компания скрывала доказательства наличия асбеста в своей продукции на протяжении более четырех десятилетий. [55]
По состоянию на 2016 год на рассмотрении находилось не менее 1200–2000 других исков, связанных с тальком [обновлять]. [51] [56]
В 2020 году J&J прекратила продажу своей детской присыпки на основе талька, которую она продавала в течение 130 лет. J&J создала дочернюю компанию, ответственную за претензии, в попытке разрешить иски в суде по делам о банкротстве. В 2023 году J&J предложила урегулирование почти на 9 миллиардов долларов с 50 000 истцов, заявив, что претензии были «обманчивыми», но она хотела уйти от этого вопроса, но судьи заблокировали планы, постановив, что дочерняя компания не находится в финансовом затруднении и не может использовать систему банкротства для разрешения судебных исков. [57]
В июле 2023 года компания J&J подала в суд на исследователей, которые связывали тальк с раком, утверждая, что они использовали лженауку , чтобы опорочить продукцию компании, в то время как ответчики утверждают, что иски направлены на то, чтобы заставить ученых замолчать. [58]
![Кристалл талька, вид вдоль оси [100], вид вдоль слоев кристалла](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b9/Talc_structure.jpg/1280px-Talc_structure.jpg)
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
