alkuaine From Wikipedia, the free encyclopedia
Jodi on halogeeneihin kuuluva hiven- ja alkuaine , jonka kemiallinen merkki on I (lat. iodium), järjestysluku 53 ja CAS-numero 7553-56-2. Jodilla on 38 tunnettua isotooppia massaluvultaan 108–145.[7] Kiinteässä olomuodossa jodi on väriltään violetinmustaa ja kaasuuntuessaan se on violettia.[8] Jodi on saanut nimensä kreikan kielen violettia tarkoittavasta sanasta iodes.
Kiinteä jodi on harmaata, jossa on ruskean ja mustan sävyjä. Sen kiderakenne on rombinen.[9] Kaasumainen jodi on violettia. Jodin haju on ärsyttävä. Kiinteä jodi sublimoituu, eikä selkeästi nestemäistä jodia huomata välivaiheena.[5][10]
Puhdas jodi on myrkyllistä nieltynä ja aiheuttaa palovammoja iholle. Jodikaasu ärsyttää lisäksi silmiä.[5]
Jodi kuuluu halogeeneihin. Jodi reagoi usean aineen kanssa, mutta on vähemmän reaktiivinen kuin muut halogeenit. Jodi liukenee hyvin poolittomiin liuottimiin kuten kloroformiin, hiilidisulfidiin ja hiilitetrakloridiin. Jodi liukenee hieman veteen muodostaen keltaisen liuoksen. Se liukoisuus on noin 0,29 grammaa litraan (20 °C), ja liukoisuus kasvaa lämpötilan noustessa. Jodi liukenee hyvin muun muassa etanoliin, jossa se muodostaa ruskean kompleksin, sekä hiilitetrakloridiin ja hiilisulfidiin. Tärkkelyksen vesiliuoksessa se muodostaa tunnusomaisen sinisen kompleksin.[5][11]
Jodi reagoi joidenkin epämetallien kanssa, kuten typen, hiilen, fosforin ja hapen kanssa.[9]
Jodilla tavataan useita hapetuslukuja. Se voi muodostaa jodidin hapetusluvulla -I, hypojodiitin IO-, jodiitin IO2-, jodaatin IO3- ja perjodaatin IO4- tai IO65-.[9]
Vähäjodisesta maaperästä johtuva jodinpuutos on maailman yleisin ravinnepuutos, josta kärsii 2 miljardia ihmistä[12][13]. Yli kolmannes suomalaisista kärsi vuonna 2015 kohtalaisesta tai vakavasta jodin puutoksesta[14]. Jodia tarvitaan kilpirauhashormoni tyroksiinin ja trijodityroniinin valmistamiseen. Jos elimistössä ei ole saatavilla riittävästi jodia, on vaarana kilpailevien halogeenien, kuten bromin, kertyminen jodin tilalle.[15]
Euroopan elintarviketurvallisuusviraston antama jodin saantisuositus perustuu eurooppalaisten koululaisten parissa suoritettuun laajaan tutkimukseen. Siinä havaittiin, että niillä, joiden virtsan jodipitoisuus oli noin 100 µg/l, esiintyi vähiten kilpirauhasen liikakasvua. Tämä arvo päätettiin ottaa myös muihin väestöryhmiin sovellettavan suosituksen lähtökohdaksi, koska niistä ei ole tehty vastaavia tutkimuksia.[16]
Asiantuntijapaneeli päätyi suosittamaan yksilöllisten imeytymis- ja virtsantuottoerojen perusteella, että aikuisten riittäväksi päiväsaanniksi 150 µg. Lasten riittävä päiväsaanti vaihtelee iästä riippuen välillä 70- 130 µg ja raskaana olevien sekä imettävien naisten saannin pitäisi olla 200 µg.[16]
Valtion ravitsemusneuvottelukunnan suositusten mukaan jodia tulisi saada 17 mikrogrammaa vuorokaudessa ravinnosta energiana saatua megajoulea kohti. Tämä vastaa 178 µg jodia vuorokaudessa keskivertoaikuisen 2500 kilokalorin päiväsaannilla. [17]
Jodin vuorokausisaannin tulisi jäädä neuvottelukunnan mukaan aikuisilla alle 600 mikrogrammaan[18]. Yhdysvalloissa enimmäissaannin raja-arvona pidetään annosta 1100 µg/vrk, mistä voidaan poiketa lääkärin valvonnassa[19].
Suomalaisten jodinsaanti on heikompaa kuin muilla kansoilla. Jodinsaannin riittävyys riippuu Suomessa ennen kaikkea siitä, onko ravintoon lisätty suola jodioitua. Jodin saantia voidaan arvioida määrittämällä sitä ihmisten virtsanäytteistä tai laskemalla sen saanti ruoankäyttöhaastatteluiden ja elintarvikkeiden koostumustietokannan avulla, jossa oletetaan, että käytetty suola on jodioitu. Virtsan analysointi on luotettavampi menetelmä, koska vain pieni osa elintarviketeollisuuden ja ravintoloiden valmistamissa tuotteissa käytetystä suolasta on ollut jodioitua.[20]
Finravinto 2017 -osanottajanaiset olisivat saaneet ruoasta ja sen sisältämästä suolasta keskimäärin 184 mikrogrammaa jodia päivässä ja miehet 237 µg, jos kaikki suola olisi ollut jodioitua. Alle 45-vuotiaille naisille laadittin lisäksi laskelma, jossa suola olikin jodioimatonta. Tuloksen oli, että jodioidun suolan käyttö yli 2,5:nkertaistaa jodin saannin 88 mikrogrammasta tasolle 228 µg/vrk.[20][21]
Vain keskimäärin 25 prosenttia suomalaisten vuonna 2013 kuluttamasta suolasta oli jodioitua[22]. Finravinto 2017-tutkimuksen osanottajien virtsan sisältämän jodin määrä viittasi tästä huolimatta siihen, että virtsanäytteen antaneiden osanottajien todellinen jodinsaanti oli keskimäärin 156 µg/vrk (naiset) ja 201 µg/vrk (miehet)[20]. Tämä saattaa liittyä siihen, että ihmisillä on tapana muistaa alakanttiin nauttimansa ruokien määrät.
Monet kalat ja äyriäiset, kuten esimerkiki seiti, silakka ja hauki, sisältävät runsaasti luontaista jodia[23][24]. Eviran vuonna 2015 tekemässä kokeessa havaittiin tutkittujen kalojen jodipitoisuuden vaihtelevan kalalajista ja sen alkuperästä riippuen välillä 6-78 mikrogrammaa/100 g.[13] Kalan kulutus on Suomessa kuitenkin niin pientä, että elintarvikkeita täytyy rikastaa jodilla.
Itse ruokaan lisätty jodipitoinen suola oli suomalaisten tärkein jodinlähde vuonna 2017. Noin kolmannes jodista tuli maitotuotteista. Seuraavilla sijoilla olivat kala, vilja, kananmuna, liha ja lihavalmisteet. Muualla kuin kotona lisätty jodisuola sisältyi laskelmiin.[20]
Jo 8 grammaa ruokasuolaa kattaa jodin päivittäisen tarpeen useimmilla ihmisillä[25].
Jodin puute voi aiheuttaa kilpirauhasen vajaatoimintaa, mikä saattaa johtaa kilpirauhasen liikakasvuun eli struumakasvaimen kehittymiseen[26]. Ihminen tarvitsee sikiövaiheessa jodia myös aivojen ja muun hermoston kehittymiseen sekä pituuskasvuun[27].
Jodin puute sikiöaikana ja varhaislapsuudessa voi aiheuttaa peruuttamattomia vaurioita ja on maailman yleisin syy elintavoista johtuvaan kehitysvammaisuuteen. Lievempi jodinpuutos raskausaikana voi johtaa esimerkiksi lapsen tarkkaavuushäiriöön. Lievä tai keskivaikea jodinpuutos voi aiheuttaa aikuisilla kognitiivisia häiriöitä ja työn tuottavuuden alenemista. Jodinpuutoksen aiheuttamat oireet johtuvat siitä, ettei kilpirauhanen toimi kunnolla. Krooninen jodinpuutos voi lisätä kilpirauhassyövän riskiä[19].
Soijapavun ja kaalin kaltaisten ristikukkaisten vihannesten sisältämien jodin imeytymistä heikentävien goitrogeenien runsas saanti lisää jodinpuutoksen riskiä kuten mahdollisesti myös raudan- ja A-vitamiinin puute[19]. Myös persikat ja päärynät sekä raaka pinaatti ja lanttu sisältävät goitrogeenejä[28].
Suomalaisten jodin saanti ravinnosta on vähentynyt lähes kolmannekseen siitä mitä se oli parhaimmillaan 1960-luvulla, kun määräys suolan jodioinnista otettiin käyttöön. Kilpirauhasen liikakasvu eli struuma ei ole tästä huolimatta lisääntynyt.[29] Suomalaisten jodin saannin väheneminen johtuu suolan käytön vähenemisestä sekä valmisruokien käytön ja joukkoruokailun lisääntymisestä[30]. Valtion ravitsemusneuvottelukunta suositti vuonna 2015 jodioidun ruokasuolan käyttöä kaikessa ruoanvalmistuksessa mukaan lukien elintarviketeollisuus, joukkoruokailu ja leipomot[31]. Monet leipomot sekä einesvalmistajat Saarioinen ja Atria kertoivatkin vuonna 2015 siirtyvänsä asteittain jodioidun suolan käyttöön[32]. Suuressa osassa suomalaista valmisruokaa käytettiin kuitenkin jodioimatonta suolaa vielä vuonna 2019. Lisäksi osa jodioitua suolaa käyttävistä yrityksistä käytti suolaa, jonka jodipitoisuus oli jopa vain 40 prosenttia suositellusta tasosta 25 µg/g.[33] Alle puolet Helsingin ravintoloista käytti jodioitua suolaa vuonna 2018 julkaistun tutkimuksen mukaan[34].
Jodia alettiin lisätä Suomessa myös rehuun jo 1950-luvulla, minkä vuoksi struuma katosi 1980-luvulle tultaessa[35]. Lypsylehmien ja munituskanojen rehuun lisätään edelleen jodia, jotta ihmiset saisivat jodia myös maidosta ja kananmunista[25]. Maidon jodipitoisuus on talvella 212 mikrogrammaa/litra, mutta tippuu kesällä laiduntamisen vuoksi 83 mikrogrammaan[36]. Viljan jodipitoisuus vaihtelee huomattavan riippuen siitä, kuinka paljon lannoitteisiin on lisätty jodia[37].
Suomessa myytävien ruoka-aineiden jodipitoisuuksia mikrogrammoina/100g[37] | |
jodioitu ruokasuola | 2500 |
seiti | 85 |
silakka | 52 |
hauki | 47 |
kananmuna, tehotuotettu | 43 |
tonnikala ja vehnähiutale | 30 |
kananmuna, luomutuotettu, keskimäärin | 26 |
juusto keskimäärin | 22 |
kaurahiutale, ruishiutale, kaurajauho | 20 |
rasvaton luomumaito | 18 |
kirjolohi | 16 |
rasvaton maito | 14 |
vehnäjauho | 10 |
broileri | 6 |
ruisjaho | 5 |
sian- ja naudanliha, voi | 3 |
Jodin hyväksyttävän saantimäärän pitkäaikainen ylitys saattaa aiheuttaa myrkytysoireita. Tällaisena rajana pidetään Suomessa 600 µg/vrk[38]. Yhdysvaltojen kansallisen tiedeakatemian ruoka- ja ravitsemusneuvosto pitää raja-arvona aikuisilla 1100 µg/vrk. Se ei koske kuitenkaan jodin lääketieteellistä käyttöä, jos potilas on lääkärin seurannassa.[19]
Luonnossa tavataan lähes yksinomaan vain yhtä isotooppia, joka on pysyvä 127I. Maapallolla on myös hivenmääriä heikosti radioaktiivista 129I isotooppia, jonka puoliintumisaika on 15,7 miljoonaa vuotta. Se on jodin pitkäikäisin radioisotooppi. Sitä syntyy ilmakehässä ksenonin isotoopista 130Xe kosmisen säteilyn vaikutuksesta sekä fissiolla uraania sisältävissä kaivannaisissa. Seuraavaksi pitkäikäisin on 125I 59 päivän puoliintumisajalla. Jodilla on myös 14 ydinisomeeria.[7]
Jodin isotoopeilla on paljon lääketieteellisiä sovellutuksia.[10]
Jodin löysi ranskalainen Barnard Courtois vuonna 1811 valmistaessaan merilevästä salpietaria (kaliumnitraattia) ruutia varten. Jotta merilevästä saadaan kaliumnitraattia, se tuhkataan ja tuhka pestään vedellä. Ylimääräinen jäte tuhotaan rikkihapolla, jolloin Courtois huomasi, että tuhkasta nousi violettia höyryä. Courtois pystyi kiteyttämään höyryn kylmälle alustalle. Hänellä ei kuitenkaan ollut varaa tutkia löytöä enempää. Courtois antoi näytteen Charles Bernard Desormesille, Nicolas Clémentille, Louis-Joseph Gay-Lussacille ja André-Marie Ampèrelle. Marraskuussa 1813 Desormes ja Clément julkaisivat Courtoisin löydön. Gay-Lussac väitti aineen olevan hapen yhdiste. Ampère antoi näytteen Humphry Davylle, joka totesi sen olevan samankaltaista kuin kloori. Sana jodi tarkoittaa kreikankielellä violettia (kreik. ioeides). Jodin alkoholiliuosta joditinktuuraa eli jodispriitä käytettiin 1960-luvulle asti desinfiointiaineena.[39][5]
Suolan maahantuojat ja pakkaajat aloittivat suolan vapaaehtoisen jodituksen vuonna 1949. Suolan jodipitoisuus nostettiin 20 - 30 mg/kg vuonna 1962. Suolan vapaaehtoista täydentämistä jodilla alettiin valvoa lainsäädännöllä vuonna 1972, ja vuodesta 1995 on ollut voimassa kauppa- ja teollisuusministeriön päätös, jonka mukaan sataan suolarammaan saa lisätä enintään 2,5 mg jodia.[40]
Jodin päivittäinen saanti oli Itä-Suomessa vain 50 - 60 µg ja Länsi-Suomessa 70 - 80 mikrogrammaa. Saanti nousi 1970-luvun loppuun mennessä tasolle 280 - 400 µg/vrk.[40]
Jodin tärkeimmät esiintymisalueet ovat Chile ja Peru. Rikastuneille alueille tyypillistä on, että ne ovat joskus olleet meren peittämiä. Chile on maailman suurin jodin tuottaja ennen Japania, Venäjää ja Yhdysvaltoja.[41] Tärkeimmät lähteet ovat natriumjodaatti ja natriumperjodaatti. Maan kuoressa sitä on noin 0,3–0,5 ppm[42].[5][10][9]
Metallista jodia voidaan valmistaa jodidista antamalla sen reagoida kloorin kanssa.[5]
Toinen vaihtoehto on antaa sen reagoida happamassa liuoksessa mangaanidioksidin kanssa.[5] Sitä voidaan myös eristää helposti tislaamalla, sillä se sublimoituu helposti.[10]
Jodia voidaan käyttää haavojen puhdistamiseen. Tällöin käytetään jodin etanoliliuosta. Volframijodidia käytetään lampuissa parantamaan langan kestävyyttä. Hopeajodidia voidaan hyödyntää valokuvauksessa. Jodia käytetään myös lääketeollisuudessa ja väriaineissa.[5]
Jodin yhdisteitä voidaan käyttää metamfetamiinin valmistamisessa, minkä takia niiden myyntiä on rajoitettu.[5]
Jodin isotooppia 131I voidaan käyttää kilpirauhassyövän hoitoon.[5] Jodia voidaan käyttää myös röntgentutkimuksissa varjoaineena.[43]