Numele său provine de la satul Strontian din Scoția, unde a fost descoperit mineralul care conținea stronțiu. În 1790, stronțiul a fost identificat ca element individual de către A. Crawford și W. Cruikshank. G. Davy a izolat primul stronțiu metalic în 1808.

Chitanță:

Stronțiul reprezintă 0,008% din numărul total de atomi din scoarța terestră. Pe lângă rocile silicate, stronțiul apare sub forma sărurilor sale carbonice și sulfatice puțin solubile: SrCO 3 - stronțianit, SrSO 4 - celestină.
În stare liberă, se poate obține prin încălzirea oxidului cu aluminiu metalic în vid înalt:
3SrO+2Al=Al2O3+3Sr

Proprietăți fizice:

Ca și calciul, stronțiul este un metal maleabil galben auriu și este mult mai moale decât calciul. Compușii volatili ai stronțiului colorează roșu carmin.

Proprietăți chimice:

În aer, stronțiul este acoperit cu o peliculă care conține, împreună cu oxid, peroxid și nitrură de stronțiu. Datorită oxidării rapide, metalul este depozitat în ulei mineral sau sigilat în fiole.
Reacționează la încălzire cu hidrogen și azot, halogeni. Înlocuiește cu ușurință hidrogenul nu numai din acizii diluați, ci și din apă. Solubil în amoniac lichid. Este divalent în compușii săi.

Cele mai importante conexiuni:

Oxid de stronțiu este o substanță refractară albă care leagă viguros apa pentru a forma un hidroxid alb. Alături de oxid, este cunoscut și peroxidul alb de stronțiu (II).
Hidroxid de stronțiu, Sr(OH) 2- bază puternică, foarte solubilă în apă. Când interacționează cu acizii, oxidul și hidroxidul formează ușor săruri, de obicei incolore.
Azotat de stronțiu, Sr(NO 3) 2 se alocă sub formă de hidrați cristalini, care sunt foarte ușor solubili în apă. Nitrații sunt similari ca compoziție cu clorații, bromații și iodații.
Solubilitatea sărurilor în apă scade în seria: Ca - Sr - Ba și Cl - Br - I.
sulfură de stronțiu este un solid alb. Sunt cunoscute polisulfuri de stronțiu SrS n.

Aplicație:

Stronțiul este un getter în dispozitivele electrovacuum, un modificator al aliajelor, fontelor și oțelurilor. Izotopii radioactivi 89 Sr și 90 Sr sunt utilizați ca surse b-radiații.
Azotatul de stronțiu este folosit în pirotehnică pentru fabricarea compozițiilor care, atunci când sunt arse, dau o flacără roșie viu colorată (artificii și rachete).
Mulți compuși de stronțiu sunt utilizați ca componente ale ceramicii, fosforilor și materialelor optice.
Stronțiul este capabil să se acumuleze în corpul uman, înlocuind calciul, ceea ce duce la creșterea fragilității osoase. Dar dacă nu este stronțiu natural, ci 90 Sr format în urma exploziilor nucleare, atunci consecințele sunt mult mai grave: afectarea măduvei osoase, leucemie, radiații.

Elmik Galina

Vezi si:
SI. Venetsky. Despre cele rare și împrăștiate. Povești de metal.

STRONŢIU (Stronțiu, Sr) - un element chimic al sistemului periodic al lui D. I. Mendeleev, un subgrup de metale alcalino-pământoase. În corpul uman, S. concurează cu calciul (vezi) pentru includerea în rețeaua cristalină a oxiapatitei osoase (vezi). 90 Sr, unul dintre cele mai longevive produse de fisiune radioactive ai uraniului (vezi), care se acumulează în atmosferă și biosferă în timpul testelor de arme nucleare (vezi), reprezintă un mare pericol pentru umanitate. Izotopii radioactivi ai S. sunt utilizați în medicină pentru radioterapie (vezi), ca etichetă radioactivă în radiofarmaceutice de diagnostic (vezi) în biol medical. cercetare, precum și în bateriile electrice atomice. Compușii lui S. sunt utilizați în detectoare de defecte, în instrumente sensibile și în dispozitive de combatere a electricității statice.În plus, S. este utilizat în radioelectronica, pirotehnică, în industria metalurgică și chimică și în fabricarea produselor ceramice. . Legăturile lui S. nu sunt otrăvitoare. Când lucrați cu S. metalic, trebuie să vă ghidați după regulile de manipulare a metalelor alcaline (vezi) și a metalelor alcalino-pământoase (vezi).

S. a fost descoperit ca parte a unui mineral numit mai târziu SrC03 strontianit în 1787, lângă orașul scoțian Strontiana.

Numărul de serie al stronțiului este 38, greutatea atomică (masa) este 87,62. Conținutul de S. în scoarța terestră este în medie de 4-10 2 wt. %, în apa de mare - 0,013% (13 mg / l). Mineralele stronțianită și celestită SrSO 4 sunt de importanță industrială.

Corpul uman conține cca. 0,32 g de stronțiu, în principal în țesutul osos, în sânge, concentrația de S. este în mod normal de 0,035 mg / l, în urină - 0,039 mg / l.

S. este un metal moale alb-argintiu, t°pl 770°, t°kip 1383°.

Potrivit chimiei. Proprietățile S. sunt asemănătoare calciului și bariului (vezi), în legătură cu valența stronțiului 4-2, este activ chimic, este oxidat în condiții normale de apă cu formare de Sr(OH) 2, precum și de oxigen și alte Agenti oxidanti.

S. intră în corpul uman hl. arr. cu alimente vegetale, precum și cu lapte. Se absoarbe în intestinul subțire și se schimbă rapid cu S. conținut în oase. Îndepărtarea lui S. dintr-un organism este întărită de complexe, aminoacizi, polifosfați. Conținutul crescut de calciu și fluor (vezi) în apă interferează cu cumulul S. în oase. Odată cu creșterea concentrației de calciu din dietă de 5 ori, acumularea S. în organism se înjumătățește. Aportul excesiv de S. cu alimente și apă datorită conținutului crescut în sol a unor geochimice. provinciile (de exemplu, în unele districte din Siberia de Est) provoacă o boală endemică - boala ur (vezi Kashin - boala Beck).

În oase, sânge și alte biol. Substraturile lui S. definesc hl. arr. metode spectrale (vezi Spectroscopie).

stronțiu radioactiv

S. natural este format din patru izotopi stabili cu numere de masă 84, 86, 87 și 88, dintre care acesta din urmă este cel mai comun (82,56%). Sunt cunoscuți optsprezece izotopi radioactivi ai sulfului (cu numere de masă 78–83, 85, 89–99) și patru izomeri de izotopi cu numere de masă 79, 83, 85 și 87 (vezi Izomerie).

În medicină, 90Sr este utilizat pentru radioterapie în oftalmologie și dermatologie, precum și în experimente radiobiologice ca sursă de radiații β. 85Sr se obține fie prin iradierea unei ținte de stronțiu îmbogățită în izotopul 84Sr cu neutroni într-un reactor nuclear prin reacția 84Sr (11.7) 85Sr, fie produsă la un ciclotron prin iradierea țintelor naturale de rubidiu cu protoni sau deuteroni, de exemplu, prin reacția 85Rb (p, n) 85Sr. Radionuclidul 85Sr se dezintegrează prin captarea electronilor, emitând radiații gamma cu o energie E gamma egală cu 0,513 MeV (99,28%) și 0,868 MeV (< 0,1%).

87mSr poate fi obținut și prin iradierea unei ținte de stronțiu într-un reactor prin reacția 86Sr (n, gamma) 87mSr, dar randamentul izotopului dorit este scăzut, în plus, izotopii 85Sr și 89Sr se formează simultan cu 87mSr. Prin urmare, de obicei, 87niSr este obținut folosind un generator de izotopi (vezi Generatoare de izotopi radioactivi) bazat pe izotopul părinte al ytriului-87 - 87Y (T1 / 2 = 3,3 zile). 87mSr se descompune cu o tranziție izomeră, emitând radiații gamma cu o energie Egamma de 0,388 MeV și parțial cu captarea electronilor (0,6%).

89Sr este conținut în produsele de fisiune împreună cu 90Sr; prin urmare, 89Sr este obținut prin iradierea sulfului natural într-un reactor. În acest caz, se formează inevitabil o impuritate 85Sr. Izotopul 89Sr se descompune cu emisia de radiație P cu o energie de 1,463 MeV (aproximativ 100%). Spectrul conține, de asemenea, o linie foarte slabă de radiație gamma cu o energie E gamma egală cu 0,95 MeV (0,01%).

90Sr se obține prin izolarea dintr-un amestec de produse de fisiune a uraniului (vezi). Acest izotop se descompune cu emisia de radiație beta cu o energie de E beta egală cu 0,546 Meu (100%), fără radiații gamma însoțitoare. Dezintegrarea 90Sr duce la formarea unui radionuclid fiu 90Y, care se descompune (T1 / 2 = 64 ore) cu emisia de radiație p, constând din două componente cu Ep egal cu 2,27 MeV (99%) și 0,513 MeV ( 0,02%). Dezintegrarea lui 90Y emite, de asemenea, radiații gamma foarte slabe cu o energie de 1,75 MeV (0,02%).

Izotopii radioactivi 89Sr și 90Sr, care sunt prezenți în deșeurile industriei nucleare și se formează în timpul testării armelor nucleare, pot pătrunde în corpul uman cu alimente, apă și aer atunci când mediul este poluat. Cuantificarea migrației S. în biosferă se realizează de obicei în comparație cu calciul. În cele mai multe cazuri, atunci când 90Sr se deplasează de la veriga anterioară a lanțului la următoarea, concentrația de 90Sr scade la 1 g de calciu (așa-numitul coeficient de discriminare), la adulți din legătura organism-dietă, acest coeficient este de 0,25. .

Ca și compușii solubili ai altor elemente alcalino-pământoase, compușii solubili ai S. sunt bine absorbiți din go. - kish. o cale (10-60%), absorbția conexiunilor slab solubile S. (de exemplu, SrTi03) face mai puțin de 1%. Gradul de absorbție a radionuclizilor S. în intestin depinde de vârstă. Odată cu creșterea conținutului de calciu din dietă, acumularea S. în organism scade. Laptele favorizează creșterea absorbției S. și a calciului în intestine. Se crede că acest lucru se datorează prezenței lactozei și lizinei în lapte.

Când sunt inhalați, compușii S. solubili sunt eliminați rapid din plămâni, în timp ce SrTi03 slab solubil este schimbat în plămâni extrem de lent. Pătrunderea radionuclidului S. prin pielea intactă face ca aprox. unu%. Prin pielea deteriorată (rană tăiată, arsuri etc.)? precum și din țesutul subcutanat și țesutul muscular, S. este absorbit aproape complet.

S. este un element osteotrop. Indiferent de calea și ritmul de intrare în organism, compușii 90Sr solubili se acumulează selectiv în oase. Mai puțin de 1% din 90Sr este reținut în țesuturile moi.

Prin administrare intravenoasă, S. este eliminat foarte repede din sânge. La scurt timp după administrare, concentrația de S. în oase devine de 100 de ori sau mai mare decât în ​​țesuturile moi. Se notează distincții Nek-ry în acumularea 90Sr în corpuri și țesături separate. O concentrație relativ mai mare de 90Sr la animalele de experiment se găsește în rinichi, glandele salivare și tiroide, iar cea mai scăzută - în piele, măduva osoasă și glandele suprarenale. Concentrația de 90Sr în cortexul renal este întotdeauna mai mare decât în ​​medular. S. persistă iniţial pe suprafeţele osoase (periost, endost), apoi este distribuit relativ uniform pe întregul volum al osului. Cu toate acestea, distribuția 90Sr în diferite părți ale aceluiași os și în oase diferite se dovedește a fi neuniformă. În timpul primului timp după injectare, concentrația de 90Sr în epifiza și metafiza osului animalelor de experiment este de aproximativ 2 ori mai mare decât în ​​diafize. Din epifiză și metafiză, 90Sr se excretă mai repede decât din diafiză: în 2 luni. concentrația de 90Sr în epifiza și metafiza osului scade de 4 ori, iar în diafize aproape că nu se modifică. Inițial 90Sr se concentrează în acele locuri în care există o formare activă a unui os. Circulația sanguină și limfatică abundentă în zonele epimetafizare ale osului contribuie la o depunere mai intensă a 90Sr în acestea comparativ cu diafiza osului tubular. Cantitatea de depunere de 90Sr în oasele animalelor nu este constantă. O scădere bruscă a fixării 90Sr în oase odată cu vârsta a fost găsită la toate speciile de animale. Depunerea de 90Sr în schelet depinde în mod semnificativ de sex, sarcină, alăptare și starea sistemului neuroendocrin. O depunere mai mare de 90Sr în schelet a fost observată la șobolanii masculi. În scheletul femelelor gestante, 90Sr se acumulează mai puțin (până la 25%) decât la animalele martor. Lactația are un efect semnificativ asupra acumulării de 90Sr în scheletul femelelor. Odată cu introducerea 90Sr la 24 de ore după naștere, 90Sr este reținut în scheletul șobolanilor de 1,5-2 ori mai puțin decât la femelele care nu alăptează.

Pătrunderea 90Sr în țesuturile embrionului și fătului depinde de stadiul dezvoltării lor, de starea placentei și de durata de circulație a izotopului în sângele mamei. Penetrarea 90Sr în făt este cu atât mai mare, cu atât vârsta gestațională este mai lungă la momentul administrării radionuclidului.

Pentru a reduce efectul dăunător al radionuclizilor de stronțiu, este necesar să se limiteze acumularea lor în organism. În acest scop, atunci când pielea este contaminată, este necesară decontaminarea rapidă a zonelor deschise ale acesteia (preparat Protectie-7, pulberi de spălat Era sau Astra, pastă NEDE). În cazul administrării orale de radionuclizi de stronțiu, antidoturile trebuie utilizate pentru a lega sau absorbi radionuclidul. Astfel de antidoturi includ sulfat de bariu activat (adso-bar), polisurmină, preparate cu acid alginic etc. De exemplu, medicamentul adsobar, atunci când este luat imediat după ce radionuclizii intră în stomac, reduce absorbția acestora de 10-30 de ori. Adsorbanții și antidoturile trebuie prescrise imediat după detectarea daunelor de către radionuclizi de stronțiu, deoarece întârzierea în acest caz duce la o scădere bruscă a efectului lor pozitiv. Totodată, se recomandă prescrierea de emetice (apomorfină) sau producerea unui lavaj gastric abundent, utilizarea laxativelor saline, clismele de curățare. În caz de deteriorare prin preparate asemănătoare prafului, sunt necesare spălarea abundentă a nasului și a cavității bucale, expectorante (termopsis cu sifon), clorură de amoniu, injecții cu preparate de calciu, diuretice. În perioadele ulterioare după leziune, pentru a reduce depunerea radionuclizilor S. în oase, se recomandă folosirea așa-zisului. stronțiu stabil (S. lactat sau S. gluconat). Doze mari de calciu oral sau MofyT intravenos înlocuiesc preparatele stabile de stronțiu dacă acestea nu sunt disponibile. În legătură cu buna reabsorbție a radionuclizilor de stronțiu în tubii renali, este indicată și utilizarea diureticelor.

O anumită scădere a acumulării de radionuclizi ai S. în organism poate fi realizată prin crearea unei relații competitive între aceștia și un izotop stabil de S. sau calciu, precum și prin crearea unui deficit al acestor elemente în cazurile în care S. radionuclidul lui . a fost deja fixat în schelet. Cu toate acestea, mijloace eficiente de decorporare a stronțiului radioactiv din organism nu au fost încă găsite.

Activitatea minimă semnificativă care nu necesită înregistrare sau permis de la Inspecția Sanitară de Stat pentru 85mSr, 85Sr, 89Sr și 90Sr este de 3,5*10 -8 , 10 -10 , 2,8*10 -11 și 1,2*10, respectiv -12 curie/ l.

Bibliografie: Borisov V.P. și alții. Asistență de urgență pentru expunerea acută la radiații, M., 1976; Buldakov L. A. și Moskalev Yu. I. Probleme de distribuție și estimare experimentală a nivelurilor admisibile ale Cs137, Sr90 și Ru106, M., 1968, bibliogr.; Voinar A. I. Rolul biologic al oligoelementelor în corpul animalelor și al omului, p. 46, M., 1960; Ilyin JI. A. și Ivannikov A. T. Substanțe radioactive și răni, M., 1979; To and with and in fi-on B. S. and T about r ben to about V. P. Life of a bone tissue, M., 1979; JI e in si V. I N. Obtinerea preparatelor radioactive, M., 1972; Metabolismul stronțiului, ed. J. M. A. Lenihena și alții, trad. din engleză, M., 1971; Poluektov N. S. și alții. Chimia analitică a stronţiului, M., 1978; P em şi G. Curs de chimie anorganică, trad. din germană, vol. 1, M., 1972; Protecţia pacientului în investigaţiile cu radionuclizi, Oxford, 1969, bibliogr.; Tabelul izotopilor, ed. de C. M. Lederer a. V. S. Shirley, N. Y. a. o., 1978.

A. V. Babkov, Yu. I. Moskalev (rad.).

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http:// www. toate cele mai bune. ro/

Introducere

5. Abordări de eșantionare

promoții

Introducere

Un tip foarte periculos de impact asupra biosferei este radiația radioactivă. Acest tip de poluare a mediului a apărut abia la începutul secolului al XX-lea, de la descoperirea fenomenului de radioactivitate și încercările de utilizare a elementelor radioactive în știință și tehnologie. Tipurile cunoscute de transformări radioactive sunt însoțite de diferite radiații. Acestea sunt raze a, formate din nuclee de heliu, raze B, care sunt un flux de electroni rapizi, și raze y, care au o putere mare de penetrare. Fragmente de fisiune nucleară de uraniu, plutoniu, cesiu, bariu, stronțiu, iod și alte elemente radioactive au un efect biologic puternic.

Combinația de proprietăți ale stronțiului-90 îl conduce, alături de cesiu-137 și izotopii radioactivi ai iodului, la categoria celor mai periculoși și teribili poluanți radioactivi. Izotopii stabili ai stronțiului prezintă un pericol mic în sine, dar izotopii radioactivi ai stronțiului reprezintă un mare pericol pentru toate ființele vii. Izotopul radioactiv al stronțiului stronțiu-90 este considerat a fi unul dintre cei mai teribil și periculoși poluanți radioactivi antropici. Acest lucru se datorează, în primul rând, faptului că are un timp de înjumătățire foarte scurt - 29 de ani, ceea ce determină un nivel foarte ridicat de activitate și radiații puternice și, pe de altă parte, capacitatea sa de a fi metabolizat eficient și incluse în viața corpului. Stronțiul este un analog chimic aproape complet al calciului, prin urmare, atunci când intră în organism, se depune în toate țesuturile și fluidele care conțin calciu - în oase și dinți, oferind leziuni eficiente ale radiațiilor țesuturilor corpului din interior.

1. Caracteristicile generale ale stronțiului

Stronțiul este un element al subgrupului principal al celui de-al doilea grup, a cincea perioadă a sistemului periodic de elemente chimice a lui D. I. Mendeleev, cu număr atomic 38. Este desemnat prin simbolul Sr (lat. Stronțiu). Substanța simplă stronțiul este un metal alcalino-pământos moale, maleabil și ductil, de culoare alb-argintiu. Are o activitate chimică ridicată, în aer reacţionează rapid cu umezeala şi oxigenul, devenind acoperită cu o peliculă de oxid galben. Stronțiul și-a primit numele de la mineralul stronțianit, găsit în 1787 într-o mină de plumb de lângă Strontian (Scoția). În 1790, chimistul englez Crawford Ader (1748-1795) a arătat că stronțianita conține un „pământ” nou, încă necunoscut. Această caracteristică a stronțianitei a fost stabilită și de chimistul german Martin Heinrich Klaproth (Klaproth Martin Heinrich) (1743-1817). Chimistul englez T. Hope (Hope T.) a demonstrat în 1791 că stronțianita conține un element nou. El a distins clar compușii de bariu, stronțiu și calciu, folosind, printre alte metode, culoarea caracteristică a flăcării: galben-verde pentru bariu, roșu aprins pentru stronțiu și portocaliu-roșu pentru calciu.

Independent de oamenii de știință occidentali, academicianul Tobiash (Toviy Egorovich) Lovitz (1757-1804) din Sankt Petersburg în 1792, studiind baritul, a ajuns la concluzia că, pe lângă oxidul de bariu, acesta conținea și „pământ de stronțiu” ca impuritate. . El a reușit să extragă mai mult de 100 g de „pământ” nou din spatele greu și i-a studiat proprietățile. Stronțiul a fost izolat pentru prima dată în formă liberă de chimistul și fizicianul englez Humphry Davy în 1808. Stronțiul metal a fost obținut prin electroliza hidroxidului său umed. Stronțiul eliberat la catod s-a combinat cu mercur, formând un amalgam. Descompunând amalgamul prin încălzire, Davy a izolat metalul pur.

Stronțiul este un metal moale alb-argintiu, maleabil și maleabil și poate fi tăiat cu ușurință cu un cuțit. Polimorfina - trei dintre modificările sale sunt cunoscute. Până la 215 ° C, modificarea centrată pe față cubică (b-Sr) este stabilă, între 215 și 605 ° C - hexagonală (v-Sr), peste 605 ° C - modificare centrată pe corpul cubic (g-Sr). Punct de topire - 768 o C, Punct de fierbere - 1390 o C.

Stronțiul din compușii săi prezintă întotdeauna o valență +2. După proprietăți, stronțiul este aproape de calciu și bariu, ocupând o poziție intermediară între ele. În seria electrochimică de tensiuni, stronțiul se numără printre cele mai active metale (potenţialul său normal de electrod este de ? 2,89 V. Reacţionează puternic cu apa, formând hidroxid:

Sr + 2H 2 O \u003d Sr (OH) 2 + H 2 ^

Interacționează cu acizii, înlocuiește metalele grele din sărurile lor. Cu acizi concentrați (H2SO4, HNO3) reacționează slab.

Stronțiul metal se oxidează rapid în aer, formând o peliculă gălbuie, în care, pe lângă oxidul de SrO, sunt întotdeauna prezente peroxidul de SrO 2 și nitrura de Sr 3 N 2. Când este încălzit în aer, se aprinde; stronțiul sub formă de pulbere din aer este predispus la autoaprindere.

Reacționează viguros cu nemetale - sulf, fosfor, halogeni. Interacționează cu hidrogenul (peste 200 o C), azot (peste 400 o C). Practic nu reacționează cu alcalii.

La temperaturi ridicate, reacţionează cu CO2 pentru a forma carbură:

5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO

Săruri de stronțiu ușor solubile cu anioni Cl?, I?, NO3?. Săruri cu anioni F?, S042?, CO32?, PO43? puţin solubil (Poluektov, 1978).

contaminare radioactivă cu stronțiu

2. Principalele surse de stronțiu în mediile naturale și organismele vii

Stronțiul este o parte integrantă a microorganismelor, plantelor și animalelor. La radiolarii marini, scheletul este format din sulfat de stronțiu - celestină. Algele marine conțin 26-140 mg de stronțiu la 100 g de substanță uscată, plante terestre - aproximativ 2,6, animale marine - 2-50, animale terestre - aproximativ 1,4, bacterii - 0,27-30. Acumularea de stronțiu de către diverse organisme depinde nu numai de tipul și caracteristicile acestora, ci și de raportul dintre conținutul de stronțiu și alte elemente, în principal calciu și fosfor, din mediu.

Animalele primesc stronțiu cu apă și hrană. Unele substanțe, cum ar fi polizaharidele algelor, interferează cu absorbția stronțiului. Stronțiul se acumulează în țesutul osos, a cărui cenușă conține aproximativ 0,02% stronțiu (în alte țesuturi - aproximativ 0,0005%).

Ca urmare a testelor nucleare și a accidentelor la centralele nucleare, o cantitate mare de stronțiu-90 radioactiv a intrat în mediu, al cărui timp de înjumătățire este de 29,12 ani. Până când nu a fost interzisă testarea armelor atomice și cu hidrogen în trei medii, numărul victimelor stronțiului radioactiv a crescut de la an la an.

În termen de un an de la finalizarea exploziilor nucleare atmosferice, ca urmare a autopurificării atmosferei, majoritatea produselor radioactive, inclusiv stronțiul-90, au căzut din atmosferă pe suprafața pământului. Poluarea mediului natural din cauza eliminării produselor radioactive ale exploziilor nucleare din stratosferă, care au fost efectuate la locurile de testare ale planetei în anii 1954-1980, joacă acum un rol secundar, contribuția acestui proces la poluarea aerului atmosferic. cu 90Sr este cu două ordine de mărime mai mică decât de la ridicarea vântului a prafului din sol contaminat în timpul testelor nucleare și ca urmare a accidentelor cu radiații.

Stronțiul-90, împreună cu cesiu-137, sunt principalii radionuclizi poluanți din Rusia. Situația radiațiilor este afectată semnificativ de prezența zonelor contaminate apărute ca urmare a accidentelor la centrala nucleară de la Cernobîl în 1986 și la uzina Mayak din regiunea Chelyabinsk în 1957 ("accidentul Kyshtym"), precum și în vecinătatea unor întreprinderi din ciclul combustibilului nuclear.

Acum, concentrația medie de 90Sr în aerul din afara teritoriilor contaminate ca urmare a accidentelor de la Cernobîl și Kiștym a atins nivelurile observate înainte de accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl. Sistemele hidrologice asociate zonelor contaminate în timpul acestor accidente sunt afectate semnificativ de spălarea stronțiului-90 de la suprafața solului.

Intrând în sol, stronțiul, împreună cu compușii de calciu solubili, intră în plante. Mai mult decât alții acumulează 90Sr leguminoase, rădăcini și tuberculi, mai puțin - cereale, inclusiv cereale, și in. Semnificativ mai puțin 90Sr se acumulează în semințe și fructe decât în ​​alte organe (de exemplu, 90Sr este de 10 ori mai mult în frunzele și tulpinile de grâu decât în ​​cereale).

Din plante, stronțiul-90 poate trece direct sau prin animale în corpul uman. La bărbați, stronțiul-90 se acumulează într-o măsură mai mare decât la femei. În primele luni de viață ale unui copil, depunerea de stronțiu-90 este cu un ordin de mărime mai mare decât la un adult, intră în organism cu lapte și se acumulează în țesutul osos cu creștere rapidă.

În ceea ce privește abundența fizică în scoarța terestră, stronțiul ocupă locul 23 - fracția sa de masă este de 0,014% (în litosferă - 0,045%). Fracția molară a metalului din scoarța terestră este de 0,0029%. Stronțiul se găsește în apa de mare (8 mg/l).În natură, stronțiul apare ca un amestec de 4 izotopi stabili 84Sr (0,56%), 86Sr (9,86%), 87Sr (7,02%), 88Sr (82, 56%) (Orlov, 2002).

3. Parametri igienici pentru utilizarea stronțiului

Stronțiul este slab absorbit în tractul intestinal, iar cea mai mare parte a metalului care intră în organism este excretat din acesta. Stronțiul rămas în organism înlocuiește calciul și se acumulează în cantități mici în oase. Cu o acumulare semnificativă de stronțiu, există posibilitatea de a suprima procesul de calcificare a oaselor în creștere și de a opri creșterea. Stronțiul neradioactiv prezintă un risc pentru sănătatea umană, iar cantitatea sa din produse este supusă controlului FAO/OMS (Kaplin, 2006).

Radionuclizii care intră în biosferă provoacă numeroase consecințe asupra mediului. Ca urmare a scurgerii de suprafață, radionuclizii se pot acumula în depresiuni, goluri și alte elemente de relief acumulative. Nuclizii pătrund în plante și migrează viguros prin lanțurile trofice. Microorganismele din sol acumulează elemente radioactive, care sunt bine detectate prin autoradiografie. Pe baza acestui principiu, se dezvoltă metode de identificare a populațiilor microbiene pentru diagnosticarea provinciilor geochimice cu conținut ridicat de radionuclizi.

Studiul comportamentului radionuclizilor are o importanță deosebită în legătură cu intrarea lor în lanțul „sol – plantă – animal – om”. Diferențele dintre specii în conținutul de nuclizi din plante se datorează naturii distribuției sistemelor radiculare.

În ceea ce privește amploarea afluxului de radionuclizi în fitomasă, comunitățile de plante sunt aranjate în următoarea ordine: stepă de iarbă cu pene > lunca bluegrass-fulgi de ovăz > pajiște forb-grass. Acumularea maximă de radionuclizi se observă la plantele din familia cerealelor, urmate de plante medicinale, iar leguminoasele acumulează cea mai mică cantitate de nuclizi.

Stronțiul-90 este ușor adsorbit de sol datorită schimbului de cationi sau fixat de materia organică din sol pentru a forma compuși insolubili. Irigarea și prelucrarea intensivă a solului pot accelera procesul de spălare a acestuia pe profil. Este posibilă și îndepărtarea stronțiului-90 de către apele de suprafață, urmată de acumularea în depresiunile (depresiunile) reliefului.

De regulă, în culturile agricole, acumularea maximă de stronțiu-90 se observă în rădăcini, mai puțin - în frunze și în cantități nesemnificative - în fructe și boabe. Prin lanțurile trofice, stronțiul-90 se transmite cu ușurință la animale și la oameni, tinde să se acumuleze în oase și dăunează foarte mult sănătății.

Concentrația maximă admisă (MAC) de stronțiu-90 în aerul spațiilor de lucru este de 0,185 (Bq/l), în apa rezervoarelor deschise 18,5 (Bq/l). Nivelurile admise de 90Sr în produsele alimentare în conformitate cu cerințele SanPiN 2.3.2.1078-01 sunt în cereale, brânzeturi, pește, cereale, făină, zahăr, sare 100-140 (Bq/kg), carne, legume, fructe, unt , pâine , paste - 50-80 (Bq/kg), ulei vegetal 50-80 (Bq/l), lapte - 25, apă de băut - 8 (Bq/l) (Orlov, 2002).

4. Caracteristicile toxicologice ale stronțiului

Sărurile și compușii stronțiului sunt substanțe slab toxice, cu toate acestea, cu un exces de stronțiu, sunt afectate țesutul osos, ficatul și creierul. Fiind aproape de calciu în proprietățile chimice, stronțiul diferă brusc de acesta prin acțiunea sa biologică. Conținutul în exces al acestui element în sol, ape și alimente provoacă „boala Urov” la oameni și animale (numit după râul Urov din Transbaikalia de Est) - deteriorarea și deformarea articulațiilor, întârzierea creșterii și alte tulburări.

Izotopii radioactivi ai stronțiului sunt deosebit de periculoși. Stronțiul radioactiv este concentrat în schelet și astfel expune organismul la efecte radioactive pe termen lung. Efectul biologic al 90Sr este legat de natura distribuției sale în organism și depinde de doza de iradiere b creată de acesta și de radioizotopul său fiică 90Y. Cu aportul prelungit de 90Sr în organism, chiar și în cantități relativ mici, ca urmare a iradierii continue a țesutului osos, se poate dezvolta leucemie și cancer osos. Dezintegrarea completă a stronțiului-90, care a intrat în mediu, va avea loc abia după câteva sute de ani.

Există puține informații despre toxicitatea Sr pentru plante, iar plantele variază foarte mult ca toleranță la acest element. Conform lui Shaklett et al., nivelul toxic al Sr pentru plante este de 30 mg/kg cenuşă (Kaplin, 2006; Kabata-Pendias, 1989).

5. Abordări de eșantionare

Eșantionarea este prima și destul de simplă, dar în același timp o etapă responsabilă a analizei. Există mai multe cerințe pentru eșantionare:

1. Prelevarea probelor trebuie să fie aseptică și efectuată folosind un prelevator steril într-un recipient steril, care trebuie să fie închis ermetic pentru transportul probei la laborator.

2. Eșantionul trebuie să fie reprezentativ, adică să aibă un volum suficient, a cărui valoare este determinată de cerințele pentru conținutul unui anumit microorganism și să fie produs într-un loc care să asigure adecvarea probei la întregul volum al obiectului analizat.

3. Proba prelevată trebuie prelucrată imediat, dacă prelucrarea imediată nu este posibilă, păstrată la frigider.

Pentru a obține rezultate reproductibile, experimentul necesită o atenție deosebită la toate detaliile. Una dintre sursele de eroare în determinarea Sr este eterogenitatea probei și nereprezentativitatea suprafeței. Dacă măcinarea unei probe solide (pulberi de minereuri, roci, produse de îmbogățire, amestecuri brute, săruri etc.) atinge 100 de ochiuri sau mai puțin, atunci astfel de probe pot fi considerate destul de omogene datorită puterii mari de penetrare a radiațiilor dure. Pentru a reduce efectele absorbției și excitației, distorsionând curbele de calibrare, proba analizată este diluată cu o substanță transparentă la raze X (polistiren, acid boric, amidon, hidroxid de aluminiu, apă etc.). Gradul de diluție se determină experimental. O probă de pulbere cu un diluant distribuit uniform și un standard intern este brichetată sau dizolvată. Grosimea brichetei (tabletei) trebuie să fie suficient de mare (aproximativ 1-2 mm), astfel încât intensitatea radiației probei să nu depindă de mărimea probei. Brichetele (tabletele) preparate sunt potrivite pentru măsurători multiple. Substanța de testat poate fi plasată sub formă de pulbere direct în cuvele instrumentului. Eșantionul de pulbere poate fi plasat într-un suport de plexiglas și presat sub o peliculă polimerică sau aplicat pe un film adeziv (Orlov, 2002; Poluektov, 1978).

6. Metode analitice pentru determinarea stronțiului în probe

La determinarea Sr în obiecte naturale și industriale, metodele spectrale au găsit cea mai mare aplicație - spectrografie de emisie și fotometrică cu flacără. Recent, metoda de absorbție atomică a fost utilizată pe scară largă. Metoda fotometrică, care necesită separarea preliminară a stronțiului de alte elemente, este utilizată relativ rar. Din același motiv, dar și din cauza duratei analizei, metodele gravimetrice și titrimetrice nu sunt aproape niciodată utilizate în prezent.

1. Metode gravimetrice

Metodele gravimetrice sunt utilizate pentru determinarea stronțiului în majoritatea cazurilor după separarea acestuia de alte elemente alcalino-pământoase.

2. Metode titrimetrice

Determinarea titrimetrică a stronțiului se poate face după ce acesta a fost separat de toate sau majoritatea elementelor interferente. Metoda complexometrică a găsit cea mai mare distribuție.

3. Metode spectrofotometrice de determinare

Aceste metode pot fi împărțite în directe și indirecte. Metodele directe se bazează pe formarea de compuși colorați prin acțiunea reactivilor asupra ionilor de stronțiu. În metodele indirecte, stronțiul precipită sub formă de compus puțin solubil cu un reactiv colorat prezent în exces, precipitatul este separat, iar concentrația de stronțiu din probă este determinată de cantitatea de reactiv nelegat.

Exemple de metode de determinare directă:

Determinarea stronțiului cu nitroortanil C (nitrocromazo) sau ortanil C. Interferând cu determinarea bariului, plumbului (2), dând o reacție de culoare cu reactivul; zirconiu, titan, taliu și alte elemente duc la o subestimare accentuată a rezultatelor. Sensibilitate? 0,05 mcg/ml.

Determinarea stronțiului cu dimetilsulfanazo III și dimetilsulfanazo

Elementele III-VI ale grupelor lor ar trebui eliminate. Cantitatea de săruri de amoniu și metale alcaline nu trebuie să depășească 10 mg. Sulfații și fosfații interferează dacă sunt mai mari de 0,03 mmol. Multe metale interferează cu determinarea, inclusiv Ca și Mg, dacă conținutul lor în probă? 0,3 umol, şi Cu(II) -0,25 umol. Există și multe alte restricții.

Determinarea stronțiului cu carboxinitrază

Reacția stronțiului cu carboxinitraza este una dintre cele mai sensibile. Folosind această reacție, se determină 0,08-0,6 μg/ml.

Metode indirecte de determinare a stronțiului

Datorită selectivității reduse, metodele indirecte nu sunt utilizate în prezent, prin urmare se vor menționa doar următoarele: metoda 8-oxichinolinei; metoda folosind acid picrolonic; determinarea stronțiului cu ajutorul cromatului.

4. Metode electrochimice

Metoda polarografică

Ionii de bariu interferează cu determinarea stronțiului (dar aceasta poate fi eliminată prin selectarea unui fond adecvat, care este (C2H5) 4NBr în etanol absolut). În prezența concentrațiilor aproximativ egale de Mg și Ca, determinarea Sr este imposibilă. Este necesar să se separe mai întâi Ba, Ca, Na, K dacă concentrațiile lor depășesc semnificativ concentrația de Sr.

Metoda polarografică diferențială

Face posibilă determinarea unor cantități mici de stronțiu în prezența unor cantități mari de Na și K. Sensibilitate - 0,0001 mol Sr/mol sare.

Polarografie inversă

Vă permite să determinați stronțiul în concentrații foarte mici (10-5 - 10-9 M), dacă este mai întâi concentrat într-o picătură de mercur prin electroliză, iar apoi supus dizolvării anodice. Se folosește tehnica osciloscopului. Eroarea medie este de 3-5%.

Metoda conductometrică

Determinările se efectuează după separarea preliminară a grupului de elemente Li, K, Na, Ca și Ba, care sunt incluse în sărurile solubile ale materialelor de construcție.

5. Metode spectrale

Metoda spectrografică (scânteie și arc).

Cele mai intense linii Sr se află în regiunea vizibilă a spectrului: 4607,33; 4077,71 și 4215,52 A, ultimele 2 aflându-se în zona benzilor cyan. Prin urmare, atunci când sunt utilizate pentru analiza unui arc cu electrozi de carbon, aceste linii sunt mai puțin potrivite. Linia 4607.33 A se caracterizează printr-o puternică auto-absorbție; prin urmare, se recomandă utilizarea acesteia atunci când se determină doar concentrații scăzute de Sr (sub 0,1%). La conținuturile sale ridicate, sunt utilizate liniile Sr 4811,88 și 4832,08 a, precum și 3464,46 A. fundal. Amestecuri tampon sunt utilizate pentru a stabiliza temperatura de ardere a arcului, pentru a elimina influența Ca, Mg, Na și pentru a obține o precizie mai mare în determinarea Sr. Pentru a elimina benzile de cianură, determinarea Sr este efectuată în argon sau probele sunt transformate în compuși cu fluor. Sensibilitatea determinării Sr în arc este de 5*10-5 - 1*10-4%, eroarea relativă de determinare este de ±4-15%. Sensibilitatea determinării Sr într-o scânteie este (1-5) * 10-4%. Eroare de determinare ±4-6%. Pentru a crește acuratețea și sensibilitatea absolută a analizei, precum și pentru a elimina influența liniilor de interferență ale elementelor străine, se propune utilizarea unui interferometru încrucișat cu un spectrograf.

Fotometria emisiei de flacara

Datorită simplității și fiabilității sale, metoda fotometrică cu flacără pentru determinarea stronțiului este utilizată pe scară largă, în special în analiza rocilor și mineralelor, a apelor naturale și reziduale, a materialelor biologice și a altor materiale. Este potrivit pentru determinarea atât a conținuturilor mici, cât și a celor mari ale elementului cu o precizie suficient de mare (1-2 rel.%) și sensibilitate, iar în cele mai multe cazuri determinarea stronțiului poate fi efectuată fără separare de alte elemente. Cea mai mare sensibilitate se obține atunci când se utilizează echipamente cu înregistrare automată a spectrului și flăcări la temperatură ridicată. Cea mai mare sensibilitate este atinsă cu plasmă RF 0,00002 µg Sr/mL.

Cu metoda pulsului de evaporare, limita absolută de detecție a Sr este de 1*10-13-2*10-12 g (flacără amestec acetilenă-protoxid de azot). Cu cantități suficient de mari de probă (~10 mg), limita relativă a conținutului determinat de stronțiu se reduce la 1*10-7%, în timp ce atunci când soluția de probă este introdusă în flacără cu ajutorul unui atomizor, aceasta este egal cu 3*10-5%.

Spectrofotometrie de absorbție atomică

Sr este determinat prin măsurarea absorbției luminii de către atomii săi. Cea mai des folosită linie este stronțiul 460,7 nm, cu o sensibilitate mai mică, stronțiul poate fi determinat din liniile 242,8; 256,9; 293,2; 689,3 nm. Când se utilizează flăcări la temperatură înaltă, stronțiul poate fi determinat și din linia ionică 407,8 (spectroscopie de absorbție ionică).Există două tipuri de interferență în această metodă de analiză. Primul tip de interferență este asociat cu formarea de compuși nevolatili și se manifestă în flacăra unui amestec de acetilenă cu aer. Cel mai des se remarcă influența cationilor Al, Ti, Zr și a altor anioni PO4 și SiO3. Un alt tip de interferență se datorează ionizării atomilor de stronțiu, de exemplu, datorită influenței Ca și Ba, o creștere a concentrației atomice. absorbția din prezența Na și K etc. Sensibilitatea de detecție a stronțiului 1 *10-4-4*10-12 g.

6. Metoda de activare

Metoda de determinare a activității 87mSr a găsit cea mai mare distribuție. În cele mai multe cazuri, determinarea se face prin măsurarea activității după separarea radiochimică a Sr, care se realizează folosind metode de precipitare, extracție și schimb ionic.

Utilizarea unui spectrometru r de înaltă rezoluție face posibilă creșterea preciziei metodei și reducerea numărului de operațiuni de separare, deoarece este posibil să se determine Sr în prezența unui număr de elemente străine. Sensibilitatea de detecție a stronțiului este de aproximativ 6*10-5 g/g.

7. Metoda spectrometrică de masă

Spectroscopia de masă este utilizată pentru a determina compoziția izotopică a stronțiului, a cărei cunoaștere este necesară la calcularea vârstei geologice a probelor folosind metoda rubidiu-stronțiu și la determinarea cantităților de urme de stronțiu în diferite obiecte folosind metoda diluării izotopilor. Sensibilitatea absolută limită a determinării Sr prin metoda spectrală de masă a scânteii în vid este de 9*10-11.

8. Metoda fluorescenței cu raze X

Metoda fluorescentă cu raze X pentru determinarea stronțiului a găsit recent o utilizare din ce în ce mai mare. Avantajul său este capacitatea de a efectua analize fără a distruge proba și viteza de execuție (analiza durează 2-5 minute). Metoda elimină influența bazei, reproductibilitatea acesteia este de ± 2--5%. Sensibilitatea metodei (1-1SG4 -- 1-10~3% Sr) este suficientă pentru majoritatea scopurilor.

Metoda XRF se bazează pe colectarea și analiza ulterioară a spectrului obținut prin expunerea la raze X a materialului studiat. Când este iradiat, atomul intră într-o stare excitată, însoțită de ionizare de un anumit nivel. Un atom rămâne într-o stare excitată pentru un timp extrem de scurt, aproximativ o 10-7 secunde, după care revine într-o poziție de liniște (starea fundamentală). În acest caz, electronii din învelișurile exterioare fie umplu golurile formate, iar energia în exces este emisă sub formă de foton, fie energia este transferată către un alt electron din învelișurile exterioare (electronul Auger). În acest caz, fiecare atom emite un fotoelectron cu o energie de o valoare strict definită. Apoi, respectiv, structura materiei este judecată după energia și numărul cuantelor (Orlov, 2002; Poluektov, 1978).

7. Selectarea tipului de indicator. Caracteristicile populației utilizate pentru evaluarea stării populației sub influența stronțiului

Bioindicația (bioindicația) este detectarea și determinarea încărcărilor naturale și antropice semnificative pentru mediu pe baza reacțiilor organismelor vii la acestea direct în habitatul lor. Obiectele vii (sau sistemele) sunt celule, organisme, populații, comunități. Ele pot fi utilizate pentru evaluarea atât a factorilor abiotici (temperatură, umiditate, aciditate, salinitate, conținut de poluanți etc.), cât și a factorilor biotici (bunăstarea organismelor, a populațiilor și comunităților acestora).

Există mai multe forme diferite de bioindicație. Dacă două reacții identice sunt cauzate de factori antropici diferiți, atunci aceasta va fi o bioindicație nespecifică. Dacă anumite modificări pot fi asociate cu influența unui singur factor, atunci acest tip de bioindicație se numește specific.

Utilizarea metodelor biologice de evaluare a mediului presupune identificarea speciilor de animale sau plante sensibile la unul sau altul tip de impact. Organismele sau comunitățile de organisme ale căror funcții vitale sunt atât de strâns corelate cu anumiți factori de mediu încât pot fi utilizați pentru a le evalua sunt numite bioindicatori.

Tipuri de bioindicatori:

1. Sensibilă. Reacționează rapid cu o abatere semnificativă a indicatorilor de la normă. De exemplu, abaterile în comportamentul animalelor, în reacțiile fiziologice ale celulelor, pot fi detectate aproape imediat după apariția factorului perturbator.

2. Acumulativ. Acumulează efecte fără a manifesta tulburări. De exemplu, o pădure aflată în stadiile inițiale de poluare sau călcare în picioare va fi aceeași în ceea ce privește principalele sale caracteristici (compoziția speciei, diversitate, abundență etc.). Abia după ceva timp speciile rare vor începe să dispară, formele dominante se vor schimba, numărul total de organisme se schimbă etc. Astfel, comunitatea forestieră ca bioindicator nu va detecta imediat perturbarea mediului.

Un indicator biologic ideal trebuie să îndeplinească o serie de cerințe:

Să fie caracteristic unor condiții date, să aibă o abundență mare într-un anumit ecotop;

Trăiește în acest loc de mai mulți ani, ceea ce face posibilă urmărirea dinamicii poluării;

Să fie în condiții convenabile pentru prelevare;

Să se caracterizeze printr-o corelație pozitivă între concentrația de poluanți din organismul indicator și obiectul de studiu;

Posedă toleranță ridicată la o gamă largă de substanțe toxice;

Răspunsul unui bioindicator la un anumit efect fizic sau chimic trebuie să fie clar exprimat, adică specific, ușor de înregistrat vizual sau cu ajutorul instrumentelor;

Bioindicatorul trebuie utilizat în condițiile naturale ale existenței sale;

Bioindicatorul ar trebui să aibă o perioadă scurtă de ontogeneză pentru a putea urmări influența factorului asupra generațiilor ulterioare.

Pentru a bioindica contaminarea radioactivă a solurilor, locuitorii solului sedentari cu o perioadă lungă de dezvoltare (viermi de pământ, centipede, larve de gândaci) sunt cei mai convenabili.

De mare importanță în indicarea unor niveluri relativ scăzute de contaminare a solului cu radionuclizi este studiul modificărilor caracterelor morfologice caracteristice la speciile de artropode din sol. Astfel de tulburări sunt cauzate mai des de mutații genetice cauzate de expunerea la radiații. În părțile necontaminate ale gamei, aceste caractere se schimbă nesemnificativ la aceste specii. Cele mai vizibile abateri în condiții de poluare includ modificări în distribuția perilor pe corpul cozii, bentonice, cu două cozi, coada perilor, centipede.

Un bun indicator al poluării apei cu radionuclizi sunt moluștele lacustre și crustaceele dafnie, care pot fi recomandate ca obiecte de testare pentru acest tip de poluare. Reacția moluștelor la un conținut crescut de radionuclizi din rezervor a fost exprimată printr-o schimbare a culorii corpului și a cochiliei, a parametrilor morfometrici, inhibarea metabolismului generativ și plastic și o încălcare a reacției embrionilor la condițiile climatice ale anotimpul. În dafnia din rezervoare poluate, s-a observat moartea unor indivizi din populație, o creștere a fertilității și a dimensiunii corporale.

În ecosistemele acvatice, plantele acvatice sunt, de asemenea, un bioindicator de încredere al situației radiațiilor. În special, elodea canadiană sau ciuma apelor, care se dezvoltă bine în apele dulci și salmastre, acumulează intens radionuclizi 90Sr, 137Cs, care nu sunt detectați prin monitorizarea standard a radiațiilor apelor. Acest tip poate fi utilizat pe scară largă în rezervoarele de decantare pentru tratarea apelor uzate de la radionuclizi.

În ecosistemele terestre, indicatorii buni care acumulează radionuclizi, în special 90Sr, includ mușchi de sphagnum, ace de pin și molid, urzică de dioică, ciupercă, pelin comun, trifoi roz, trifoi târâtor, pajiște timothy, paie, mazăre de șoarece, nai cu frunze tari, Lacramioarele, râul gravitează, piciorul de cocos, iarba de canapea etc. Pe măsură ce aceste plante acumulează radionuclizi, conținutul de mangan din cenușa lor scade de 3-10 ori (Turovtsev, 2004).

8. Metode toxicologice de evaluare a impactului dozei actuale de stronțiu asupra componentelor biotei

Biotestarea este una dintre metodele de cercetare în monitorizarea biologică, care este utilizată pentru a determina gradul de efect dăunător al substanțelor chimice care sunt potențial periculoase pentru organismele vii în condiții experimentale controlate de laborator sau de teren, prin înregistrarea modificărilor în indicatorii semnificativi biologic (funcțiile de testare) ai obiectele de testare aflate în studiu, cu evaluarea ulterioară a stării acestora în conformitate cu criteriul de toxicitate selectat.

Scopul biotestării este de a identifica gradul și natura toxicității apei contaminate cu substanțe biologic periculoase asupra hidrobionților și de a evalua posibilul pericol al acestei ape pentru organismele acvatice și alte organisme.

Ca obiecte pentru biotestare, sunt utilizate o varietate de organisme de testare - obiecte biologice experimentale expuse la anumite doze sau concentrații de otrăvuri care provoacă unul sau altul efect toxic în ele, care este înregistrat și evaluat în experiment. Acestea pot fi bacterii, alge, nevertebrate și, de asemenea, vertebrate.

Pentru detectarea garantată a prezenței unui agent toxic cu compoziție chimică necunoscută, trebuie utilizat un set de obiecte reprezentând diferite grupuri ale comunității, a căror stare este evaluată prin parametri legați de diferite niveluri de integritate.

Un biotest este înțeles ca o evaluare (test) în condiții strict definite a acțiunii unei substanțe sau a unui complex de substanțe asupra organismelor vii prin înregistrarea modificărilor unuia sau altui indicator biologic (sau fiziologic-biochimic) al obiectului studiat în comparație cu controlul. Principala cerință pentru biotestele este sensibilitatea și viteza de răspuns, un răspuns clar la influențele externe. Există biotesturi acute și cronice. Primele sunt concepute pentru a obține informații exprimate despre toxicitatea substanței de testat pentru un anumit organism de testat, cele doua - pentru a dezvălui efectul pe termen lung al substanțelor toxice, în special, concentrații scăzute și ultra-scăzute (Turovtsev, 2004) .

Experienta proprie

Tema: Determinarea stării ecologice a teritoriului pentru conținutul de stronțiu

Scop: identificarea zonelor nefavorabile ale regiunii de studiu și diferențierea estimărilor contaminării acestora cu stronțiu

Metodologie: Metoda se desfășoară prin biotestare și include prelevarea de bioindicatori, uscarea acestora la o greutate constantă, izolarea unei probe medii, determinarea conținutului total de stronțiu din aceasta, compararea valorilor obținute cu datele stabilite, dincolo de care se determină statutul teritoriului, în timp ce ca bioindicatori se folosesc butași de plante sălbatice de vegetație de luncă-stepă sau monoculturi de plante agricole anuale și perene, prelevarea de probe se efectuează în timpul fenofazei de înflorire prin cosirea completă a vegetației de la 1 m 2 din acesta din urmă în cantitate egală cu 1 probă la 1000-5000 ha pentru teritoriul unei regiuni mari, iar pentru agrocenoza locală în cantitate de 1 probă la 100 ha, în timp ce izolarea stronțiului din proba medie se realizează cu nitric concentrat. acid, urmată de determinarea acestuia în extract prin adsorbție atomică, iar compararea valorilor obținute se realizează cu conținutul de fond de stronțiu în uscat la aer. oh masă de butași medii de vegetație sălbatică. Pentru a compara datele obținute, valorile conținutului de fond de stronțiu în masa uscată la aer a tăierilor medii de vegetație sălbatică sunt utilizate în intervalul de la 20 la 500 mg/kg.

Progresul lucrărilor: Pentru biotestarea districtului Vargashinsky din regiunea Kurgan cu o suprafață de 10.000 de hectare, selectăm 10 mostre de tăieturi medii din specii sălbatice de vegetație de stepă de luncă. Pentru a face acest lucru, selectăm 10 locuri de prelevare uniform pe teritoriul raionului în timpul fenofazei de înflorire a vegetației. Impunem vegetatiei un cadru de 1x1 m si fixam amplasamentul in functie de densitatea ierburii, dar in asa fel incat volumul de masa vegetala din fiecare amplasament sa fie de minim 1 kg. Partea de pământ a stratului de iarbă din cadrul cadrului este tăiată complet cu un cuțit sau alt instrument adecvat. Înălțimea de tăiere a plantelor este de cel puțin 3 cm de suprafața solului. Probele de plante sunt uscate la o stare de uscare la aer într-un cuptor timp de 3 ore la o temperatură de 105°C, apoi se răcesc într-un esicator și se cântăresc. Repetați uscarea timp de 1 oră și cântărirea ulterioară până când se ajunge la o greutate constantă (diferența de greutate în două cântăriri succesive nu trebuie să fie mai mare de 0,1% din greutatea inițială a probei). Proba uscată se zdrobește preliminar și se prelevează prin sferturi o probă medie cântărind cel puțin 200 g. Stronțiul se izolează după cum urmează. Selectăm o porție cântărită de 1 g dintr-o probă uscată, tăiată în sferturi și o macinăm într-o moară de laborator de bază IKA All la o viteză de 25.000 rpm până la o dimensiune a particulelor de 0,001-0,1 mm. Din masa zdrobită pe o balanță analitică, luăm o probă de 100 mg, care se pune într-o eprubetă conică de polietilenă de 50 ml (tip Rustech) și se umple cu 1 ml de acid azotic concentrat. În această formă, proba analizată se păstrează cel puțin 1 oră. Apoi volumul cu apă distilată se aduce la 50 ml; precipitatul este filtrat, iar extractul este analizat pentru conținutul de stronțiu brut prin metoda de adsorbție atomică pe un spectrofotometru atomic "AAS Kvant Z.ETA". Dacă există 10 probe analizate, rezultatele măsurătorilor sunt mediate.

Conform rezultatelor studiului, se poate spune că principalele surse de stronțiu (în cea mai mare parte oxidul său) sunt apele uzate industriale din diverse industrii, în producția agricolă - îngrășăminte și ameliorați cu fosfor și fosfor. Sursa naturală este procesul de degradare a rocilor și mineralelor.

Distribuția, comportamentul și concentrația toxicului în mediile naturale depind de relief (panta terenului din zona zonei industriale, conformitatea substratului la degradare etc.), de condițiile climatice (regimul de temperatură al aerului și sol, cantitatea de precipitații pe unitatea de suprafață, viteza vântului), starea fizică, chimică, biologică și nutrițională a solurilor (prezența și raportul de microorganisme și ciuperci, condiții redox și acido-bazice, prezența elementelor minerale de nutriție etc. ), precum și căile de intrare (cu debite constante și temporare de apă, cu precipitații din atmosferă, evaporarea apei subterane mineralizate) și alți factori.

Fiind un element de bioabsorbție și acumulare active, precum și un analog al calciului, stronțiul pătrunde ușor în lanțurile trofice din sol în plante și animale, acumulându-se în anumite organe și țesuturi. La plante - în țesuturile mecanice ale organelor vegetative, la animale - în țesutul osos, rinichi și ficat. Dar, în funcție de caracteristicile biologice ale organismului și de proprietățile mediului, elementul este acumulat în cantități diferite și excretat în rate diferite.

Stronțiul inhibă dezvoltarea microorganismelor, plasând majoritatea acestora în zona de rezistență, perturbă creșterea și activitatea vitală a ciupercilor, nevertebratelor și crustaceelor. Radionuclidul de stronțiu provoacă mutații la nivel genetic, care ulterior se manifestă prin modificări morfologice.

Toxicul are o capacitate mare de migrare, mai ales într-un mediu lichid (rezervoare, soluție de sol, țesuturi conductoare ale plantelor, bilă și sistemul circulator atât al omului, cât și al animalelor). Dar în anumite condiții ecologice ale solului, se precipită și se acumulează.

Stronțiul inhibă intrarea calciului și parțial a fosforului în organismele vii. În același timp, structura membranelor și a sistemului musculo-scheletic, compoziția sângelui, a lichidului cerebral etc.

Investigand metodele analitice de determinare a toxicului din probe, putem concluziona că multe metode sunt capabile să concureze cu analiza fluorescenței cu raze X și chiar să o depășească ca sensibilitate, dar, împreună cu aceasta, au și unele dezavantaje. De exemplu: necesitatea unei separări preliminare, precipitarea elementului care se determină, influența interferentă a elementelor străine, influența semnificativă a compoziției matricei, suprapunerea liniilor spectrale, pregătirea lungă a probei și reproductibilitatea slabă a rezultatelor, costul echipamentului și funcționarea acestuia.

De asemenea, metodele de testare biologică sunt un grup de metode de analiză extrem de sensibile și se compară favorabil cu simplitatea lor, nepretenția comparativă cu condițiile de laborator, costul scăzut și versatilitatea.

promoții

În regiunile cu contaminare radioactivă, măsurile de protecție a populației ar trebui să vizeze:

Reducerea conținutului de radionuclizi din alimentele vegetale și animale cu ajutorul măsurilor de agro-recuperare și veterinar. La animalele tratate cu absorbanți de stronțiu (sulfat de bariu, bentonită și preparate modificate pe bază de acestea), în timpul accidentului de la Cernobîl, folosind aceste măsuri, a fost posibilă o scădere de 3-5 ori a depunerii de radionuclizi în țesutul osos al animale;

Pentru prelucrarea tehnologică a materiilor prime contaminate;

Pentru prelucrarea culinară a alimentelor, înlocuirea alimentelor contaminate cu altele curate.

Atunci când lucrați cu stronțiu radioactiv, este necesar să respectați regulile sanitare și standardele de siguranță radioactivă cu utilizarea măsurilor speciale de protecție în conformitate cu clasa de lucru.

În prevenirea consecințelor expunerii, trebuie acordată multă atenție creșterii rezistenței organismului victimelor (nutriție rațională, stil de viață sănătos, sport etc.).

Studiul și reglementarea pătrunderii și acumulării stronțiului în elementele ecosistemelor este un complex de măsuri complexe de cercetare de laborator și de teren, intensive în muncă și consumatoare de energie. Prin urmare, cea mai bună modalitate de a preveni intrarea unui toxic în peisaje și organisme este monitorizarea în zona obiectelor periculoase pentru mediu - surse de poluare.

Lista literaturii folosite

1. Isidorov V.A., Introducere în ecotoxicologia chimică: Manual. - Sankt Petersburg: Himizdat, 1999. - 144 p.: ill.

2. Kaplin VG, Fundamentele ecotoxicologiei: Manual. - M.: KolosS, 2006. - 232 p.: ill.

3. Kabata-Pendias A., Pendias X. Oligoelemente în sol și plante: Per. din engleza. - M.: Mir, 1989. - 439 p.: ill.

4. Orlov D.S., Ecologie și protecția biosferei în caz de poluare chimică: Manual pentru chimie, chimio-tehnologice. si biol. specialist. universități / D.S. Orlov, L.K. Sadovnikova, I.N. Lozanovskaya.- M.: Mai sus. scoala, - 2002. - 334 p.: ill.

5. Poluektov N.S., Mishchenko V.T., Analytical chemistry of strontium: Textbook. - M.: Nauka, 1978.- 223 p.

6. V.D. Turovtsev V.D., Krasnov V.S., Bioindicație: manual. - Tver: Tver. stat un-t, 2004. - 260 p.

Găzduit pe Allbest.ru

...

Documente similare

Istoria descoperirii stronțiului. Găsirea în natură. Obținerea stronțiului prin metoda aluminotermă și stocarea acestuia. proprietăți fizice. Proprietăți mecanice. Caracteristici atomice. Proprietăți chimice. Proprietăți tehnologice. Domenii de utilizare.

rezumat, adăugat 30.09.2008


Cesiul este unul dintre cele mai rare elemente chimice. Producția mondială de cesiu și conținutul său în microorganisme. Cesiu natural ca element mononuclid. Stronțiul este o parte integrantă a microorganismelor, plantelor și animalelor. Conținutul de stronțiu din fructele de mare.

rezumat, adăugat 20.12.2010


Studiul complexelor de polimeri solubili în apă cu diferite clase de compuși. Proprietăți ale soluțiilor polimerilor cationici, caracteristici ale polielectroliților amfoteri. Efectuarea unui studiu vâscometric al formării complexe a EEACC/AA cu un ion de stronțiu.

lucrare de termen, adăugată 24.07.2010


Distribuția oxigenului în natură, caracteristicile sale ca element chimic și substanță simplă. Proprietățile fizice ale oxigenului, istoria descoperirii sale, metodele de colectare și producere în laborator. Aplicație și rol în corpul uman.

prezentare, adaugat 17.04.2011


Comportarea elementelor minereului în timpul diferențierii topiturii magmatice. Metode de determinare a rubidiului, stronțiului și niobiului, aplicarea acestora. Determinarea fluorescentă cu raze X a elementelor rare, bazele analizei. Efecte de matrice, metoda standard-fond.

lucrare de termen, adăugată 06/01/2009


Istoria descoperirii clorului ca element chimic, distribuția lui în natură. Conductibilitatea electrică a clorului lichid. Aplicații ale clorului: în producția de compuși plastici, cauciuc sintetic ca substanță otrăvitoare, pentru dezinfecția apei, în metalurgie.

prezentare, adaugat 23.05.2012


Caracteristicile sulfului ca element chimic al tabelului periodic, prevalența sa în natură. Istoria descoperirii acestui element, o descriere a principalelor sale proprietăți. Specificitatea producției industriale și a metodelor de extracție a sulfului. Cei mai importanți compuși ai sulfului.

prezentare, adaugat 25.12.2011


Istoria descoperirii clorului. Distribuție în natură: sub formă de compuși în compoziția mineralelor, la om și animale. Parametrii de bază ai izotopilor elementului. Proprietati fizice si chimice. Utilizarea clorului în industrie. Ingineria sigurantei.

prezentare, adaugat 21.12.2010


Caracteristicile bromului ca element chimic. Istoria descoperirii, a găsirii în natură. Proprietățile fizice și chimice ale acestei substanțe, interacțiunea sa cu metalele. Obținerea bromului și utilizarea sa în medicină. Rolul său biologic în organism.

prezentare, adaugat 16.02.2014


Echilibre de fază, moduri de sinteză și proprietăți ale stronțiului, soluții solide care conțin bariu de compoziție (Sr1-xBax) 4M2O9 (M-Nb, Ta) cu structură de perovskit. Caracterizarea materiilor prime și prepararea acestora. Metode de calcul al structurii electronice a solidelor.

Stronţiu
numar atomic
Aspectul unei substanțe simple	metal maleabil, alb-argintiu
Proprietățile atomului
Masă atomică (Masă molară)	87,62 a. e.m. (g/mol)
Raza atomului
Energie de ionizare (primul electron)	549,0 (5,69) kJ/mol (eV)
Configuratie electronica
Proprietăți chimice
raza covalentă
Raza ionică
Electronegativitatea (după Pauling)
Potențialul electrodului
Stări de oxidare
Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple
Densitate
Capacitate de căldură molară	26,79 J/(K mol)
Conductivitate termică	(35,4) W/(m K)
Temperatură de topire
Căldura de topire	9,20 kJ/mol
Temperatura de fierbere
Căldura de evaporare	144 kJ/mol
Volumul molar	33,7 cm³/mol
Rețeaua cristalină a unei substanțe simple
Structură cu zăbrele	feţe cubice centrate
Parametrii rețelei
raport c/a	—
Debye temperatura

Sr	38
87,62
5s 2
Stronţiu

Stronţiu- un element din subgrupul principal al celui de-al doilea grup, perioada a cincea a sistemului periodic de elemente chimice a lui D. I. Mendeleev, cu număr atomic 38. Se notează prin simbolul Sr (lat. Stronțiu). Substanța simplă stronțiu (număr CAS: 7440-24-6) este un metal alcalino-pământos alb-argintiu moale, maleabil și ductil. Are o activitate chimică ridicată, în aer reacţionează rapid cu umezeala şi oxigenul, devenind acoperită cu o peliculă de oxid galben.

Istoria și originea numelui

Noul element a fost descoperit în mineralul strontianit, găsit în 1764 într-o mină de plumb din apropierea satului scoțian Stronshian, care mai târziu a dat numele noului element. Prezența unui nou oxid de metal în acest mineral a fost stabilită aproape 30 de ani mai târziu de William Cruikshank și Ader Crawford. Izolat în forma sa cea mai pură de Sir Humphry Davy în 1808.

Prezența în natură

Stronțiul se găsește în apa de mare (0,1 mg/l), în sol (0,035 % în greutate).

În natură, stronțiul apare ca un amestec de 4 izotopi stabili 84Sr (0,56%), 86Sr (9,86%), 87Sr (7,02%), 88Sr (82,56%).

Obținerea stronțiului

Trei moduri de a obține stronțiu metalic:

- descompunerea termica a unor compusi
– electroliza
- reducerea oxidului sau clorurii

Principala metodă industrială de obținere a stronțiului metalic este reducerea termică a oxidului acestuia cu aluminiu. În plus, stronțiul rezultat este purificat prin sublimare.

Producția electrolitică de stronțiu prin electroliza unei topituri a unui amestec de SrCl 2 și NaCl nu a devenit larg răspândită din cauza eficienței scăzute a curentului și a contaminării stronțiului cu impurități.

În timpul descompunerii termice a hidrurii sau nitrurii de stronțiu, se formează stronțiu fin dispersat, care este predispus la aprindere ușoară.

Proprietăți fizice

Stronțiul este un metal moale, alb-argintiu, maleabil și maleabil și poate fi tăiat cu ușurință cu un cuțit.

Polimorfina - trei dintre modificările sale sunt cunoscute. Până la 215 o C, modificarea centrată pe fețe cubice (α-Sr) este stabilă, între 215 și 605 o C - hexagonală (β-Sr), peste 605 o C - modificare centrată pe corp cubi (γ-Sr).

Punct de topire - 768 o C, Punct de fierbere - 1390 o C.

Proprietăți chimice

Stronțiul din compușii săi prezintă întotdeauna o valență +2. După proprietăți, stronțiul este aproape de calciu și bariu, ocupând o poziție intermediară între ele.

În seria electrochimică de tensiuni, stronțiul se numără printre cele mai active metale (potenţialul său normal de electrod este de −2,89 V. Reacţionează puternic cu apa, formând hidroxid:

Sr + 2H 2 O \u003d Sr (OH) 2 + H 2

Interacționează cu acizii, înlocuiește metalele grele din sărurile lor. Cu acizi concentrați (H2SO4, HNO3) reacționează slab.

Stronțiul metal se oxidează rapid în aer, formând o peliculă gălbuie, în care, pe lângă oxidul de SrO, sunt întotdeauna prezente peroxidul de SrO 2 și nitrura de Sr 3 N 2. Când este încălzit în aer, se aprinde; stronțiul sub formă de pulbere din aer este predispus la autoaprindere.

Reacționează viguros cu nemetale - sulf, fosfor, halogeni. Interacționează cu hidrogenul (peste 200 o C), azot (peste 400 o C). Practic nu reacționează cu alcalii.

La temperaturi ridicate, reacţionează cu CO 2, formând o carbură:

5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO

Săruri de stronțiu ușor solubile cu anioni Cl - , I - , NO 3 - . Sărurile cu anioni F-, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3- sunt puţin solubile.

Aplicație

Principalele domenii de aplicare ale stronțiului și compușilor săi chimici sunt industria radio-electronică, pirotehnica, metalurgia și industria alimentară.

Metalurgie

Stronțiul este utilizat pentru alierea cuprului și a unor aliaje ale acestuia, pentru introducerea în aliaje de plumb pentru baterii, pentru desulfurarea fontei, cuprului și oțelurilor.

metalermie

Stronțiul cu o puritate de 99,99-99,999% este utilizat pentru reducerea uraniului.

Materiale magnetice

Feritele de stronțiu dure magnetic sunt materiale utilizate pe scară largă pentru producerea de magneți permanenți.

Pirotehnie

În pirotehnică, carbonatul de stronțiu, nitratul, percloratul sunt folosiți pentru a colora flacăra într-o culoare roșu cărămidă. Aliajul de magneziu-stronțiu are cele mai puternice proprietăți piroforice și este folosit în pirotehnică pentru compoziții incendiare și de semnal.

izotopi

Radioactiv 90 Sr (timp de înjumătățire 28,9 ani) este utilizat în producerea surselor de energie radioizotopice sub formă de titanat de stronțiu (densitate 4,8 g/cm³, eliberare de energie aproximativ 0,54 W/cm³).

Energie nucleară

Uranatul de stronțiu joacă un rol important în producerea hidrogenului (ciclul stronțiu-uranat, Los Alamos, SUA) prin metoda termochimică (energia atomică a hidrogenului), și în special se dezvoltă metode pentru fisiunea directă a nucleelor ​​de uraniu din compoziție. de uranat de stronțiu pentru a produce căldură în timpul descompunerii apei în hidrogen și oxigen.

Supraconductivitate la temperaturi ridicate

Oxidul de stronțiu este utilizat ca componentă a ceramicii supraconductoare.

Surse de curent chimic

Fluorura de stronțiu este utilizată ca componentă a bateriilor cu fluor cu stare solidă, cu o capacitate energetică enormă și densitate energetică.

Aliajele de stronțiu cu staniu și plumb sunt folosite pentru turnarea conductoarelor bateriei. Aliaje de stronțiu-cadmiu pentru anozii celulelor galvanice.

Rolul biologic

Impact asupra corpului uman

Nu trebuie confundat efectul asupra corpului uman al izotopilor naturali (non-radioactivi, cu toxicitate scăzută și, în plus, folosiți pe scară largă pentru tratamentul osteoporozei) și radioactivi ai stronțiului. Izotopul de stronțiu 90 Sr este radioactiv cu un timp de înjumătățire de 28,9 ani. 90 Sr suferă dezintegrare β, transformându-se în 90 Y radioactiv (timp de înjumătățire 64 de ore).Dezintegrarea completă a stronțiului-90 care a intrat în mediu va avea loc abia după câteva sute de ani. 90 Sr se formează în timpul exploziilor nucleare și al emisiilor de la centralele nucleare. Izotopii radioactivi și neradioactivi ai stronțiului practic nu diferă în reacțiile chimice. Stronțiul natural este o parte integrantă a microorganismelor, plantelor și animalelor. Indiferent de calea și ritmul de intrare în organism, compușii solubili de stronțiu se acumulează în schelet. Mai puțin de 1% este reținut în țesuturile moi. Calea de intrare afectează cantitatea de depunere de stronțiu în schelet. Comportamentul stronțiului în organism este influențat de tip, sex, vârstă, precum și de sarcină și de alți factori. De exemplu, în scheletul bărbaților, depozitele sunt mai mari decât în ​​scheletul femeilor. Stronțiul este un analog al calciului. Stronțiul se acumulează într-un ritm ridicat în corpul copiilor până la vârsta de patru ani, când există o formare activă a țesutului osos. Schimbul de stronțiu se modifică în unele boli ale sistemului digestiv și ale sistemului cardiovascular. Căi de intrare:

1. apă (concentrația maximă admisă de stronțiu în apă în Federația Rusă este de 8 mg / l, iar în SUA - 4 mg / l)
2. alimente (rosii, sfecla, marar, patrunjel, ridichi, ridichi, ceapa, varza, orz, secara, grau)
3. aportul intratraheal
4. prin piele (cutanat)
5. inhalare (prin aer)
6. de la plante sau prin animale, stronțiul-90 poate trece direct în corpul uman.
7. persoane a căror activitate este legată de stronțiu (în medicină, stronțiul radioactiv este folosit ca aplicator în tratamentul bolilor de piele și ochi. Principalele domenii de aplicare a stronțiului natural sunt industria radio-electronica, pirotehnica, metalurgia, metalotermia, industria alimentară, producerea de materiale magnetice, radioactive - pr - în baterii electrice atomice, energie atomică cu hidrogen, generatoare termoelectrice radioizotopi etc.)

Influenţa stronţiului neradioactiv este extrem de rară şi numai sub influența altor factori (deficit de calciu și vitamina D, malnutriție, încălcări ale raportului de oligoelemente cum ar fi bariu, molibden, seleniu etc.). Apoi poate provoca „rahitism cu stronțiu” și „boala uro” la copii - leziuni articulare și deformare, întârziere de creștere și alte tulburări. Dimpotrivă, stronțiul radioactiv afectează aproape întotdeauna negativ corpul uman:

1. depus în schelet (oase), afectează țesutul osos și măduva osoasă, ceea ce duce la dezvoltarea bolii de radiații, a tumorilor țesutului hematopoietic și a oaselor.
2. provoacă leucemie și tumori maligne (cancer) ale oaselor, precum și leziuni ale ficatului și creierului

izotopi

Stronțiu-90

Izotopul de stronțiu 90 Sr este radioactiv cu un timp de înjumătățire de 28,79 ani. 90 Sr suferă dezintegrare β, transformându-se în ytriu radioactiv 90 Y (timp de înjumătățire 64 ore). 90 Sr se formează în timpul exploziilor nucleare și al emisiilor de la centralele nucleare.

Stronțiul este un analog al calciului și poate fi depus ferm în oase. Expunerea pe termen lung la 90 Sr și 90 Y afectează țesutul osos și măduva osoasă, ceea ce duce la dezvoltarea bolii de radiații, a tumorilor țesutului hematopoietic și a oaselor.

Stronțiul în corpul uman: rol, surse, deficiență și exces

Stronțiul (Sr) este un element chimic care ocupă D.I. Mendeleev locul 38. În forma sa cea mai simplă, în condiții normale, este un metal alcalino-pământos alb-argintiu, foarte ductil, moale și maleabil (se taie ușor cu un cuțit). În aer, se oxidează foarte repede de oxigen și umiditate, devenind acoperit cu oxid galben. Foarte activ din punct de vedere chimic.

Stronțiul a fost descoperit în 1787 de doi chimiști W. Cruikshank și A. Crawford și a fost izolat pentru prima dată în formă pură de H. Davy în 1808. Și-a primit numele de la satul scoțian Stronshian, unde în 1764 a fost descoperit un mineral necunoscut anterior, numit și stronțiu după sat.

Datorită activității sale chimice ridicate, stronțiul nu se găsește în forma sa pură în natură. În natură, este destul de comun, face parte din aproximativ 40 de minerale, dintre care cele mai comune sunt celestină (sulfat de stronțiu) și stronțianită (carbonat de stronțiu). Din aceste minerale se extrage stronțiul la scară industrială. Cele mai mari zăcăminte de minereuri de stronțiu se găsesc în SUA (Arizona și California), Rusia și în alte țări.

Stronțiul și compușii săi sunt utilizați pe scară largă în industria radio-electronică, metalurgie, industria alimentară și pirotehnică.

Stronțiul însoțește foarte des calciul în minerale și este un element chimic destul de comun. Fracția sa de masă în scoarța terestră este de aproximativ 0,014%, concentrația sa în apa de mare este de aproximativ 8 mg/l.

Rolul stronțiului în corpul uman

Foarte des, atunci când vorbesc despre efectul stronțiului asupra corpului uman, au o conotație negativă. Aceasta este o concepție greșită foarte comună datorită faptului că izotopul său radioactiv 90 Sr este într-adevăr extrem de periculos pentru sănătate. Se formează în timpul reacțiilor nucleare din reactoare și în timpul exploziilor nucleare, iar atunci când intră în corpul uman, se depune în măduva osoasă și de foarte multe ori duce la consecințe foarte tragice, deoarece blochează literalmente formarea sângelui. Dar stronțiul obișnuit, neradioactiv, în doze rezonabile, nu numai că nu este periculos, ci pur și simplu necesar pentru corpul uman. Stronțiul este folosit chiar și în tratamentul osteoporozei.

În general, stronțiul se găsește în aproape toate organismele vii, atât la plante, cât și la animale. Este un analog al calciului și îl poate înlocui cu ușurință în țesutul osos fără efecte speciale asupra sănătății. Apropo, această proprietate chimică a stronțiului face ca izotopul radioactiv menționat să fie extrem de periculos. Aproape tot (99%) stronțiu este depus în țesutul osos, iar mai puțin de 1% din stronțiu este reținut în alte țesuturi ale corpului. Concentrația de stronțiu în sânge este de aproximativ 0,02 µg/ml, în ganglionii limfatici 0,30 µg/g, plămâni 0,2 µg/g, ovare 0,14 µg/g, rinichi și ficat 0,10 µg/g.

La copiii mici (sub vârsta de 4 ani), stronțiul se acumulează în organism, deoarece țesutul osos se formează activ în această perioadă. Corpul unui adult conține aproximativ 300-400 mg de stronțiu, ceea ce este destul de mult în comparație cu alte oligoelemente.

Stronțiul previne dezvoltarea osteoporozei și a cariilor dentare.

Un sinerg și, în același timp, un antagonist al stronțiului este calciul, care este foarte aproape de acesta în proprietățile sale chimice.

Surse de stronțiu în corpul uman

Nevoia zilnică exactă a omului de stronțiu nu a fost stabilită; conform unora dintre informațiile disponibile, este de până la 3-4 mg. Se estimează că în medie o persoană consumă 0,8-3,0 mg de stronțiu pe zi cu alimente.

Stronțiul furnizat cu alimente este absorbit doar cu 5-10%. Absorbția sa are loc în principal în duoden și ileon. Stronțiul este excretat în principal prin rinichi, într-o măsură mult mai mică cu bila. Doar stronțiul neabsorbit se găsește în fecale.

Îmbunătățește absorbția stronțiului, vitamina D, lactoză, aminoacizi arginină și lizină. La rândul său, o dietă pe bază de plante, bogată în fibre, precum și sulfați de sodiu și bariu, reduc absorbția stronțiului în tractul digestiv.

Alimente care conțin stronțiu:

• leguminoase (fasole, mazăre, fasole, soia);
• cereale (hrișcă, ovăz, mei, grâu moale și dur, orez sălbatic, secară);
• plante care formează tuberculi, precum și culturi de rădăcină (cartofi, sfeclă, napi, morcovi, ghimbir);
• fructe (caise, gutui, ananas, struguri, pere, kiwi);
• verdeață (țelină, mărar, rucola);
• nuci (arahide, nuci de Brazilia, caju, macadamia, fistic, alune);
• produse din carne, în special oase și cartilaje.

Lipsa de stronțiu în corpul uman

Nu există informații despre deficiența de stronțiu în corpul uman în literatura de specialitate. Experimentele efectuate pe animale arată că lipsa de stronțiu duce la întârzierea dezvoltării, inhibarea creșterii, carii dentare (carii) și calcificarea oaselor și a dinților.

Excesul de stronțiu în corpul uman

Cu un exces de stronțiu, se poate dezvolta o boală, care este numită popular „boala lui Urov”, iar în limbajul medical - „rahitismul cu stronțiu” sau boala Kashin-Beck. Această boală a fost identificată pentru prima dată în rândul populației care locuia în bazinul râului. Ural și Siberia de Est. Locuitor al orașului Nerchensk I.M. Yurensky în 1849 în revista „Proceedings of the Free Economic Society” a scris un articol „Despre urâțenia locuitorilor de pe malurile Urova din Siberia de Est”.

Multă vreme, medicii nu au putut explica natura acestei boli endemice. Studiile ulterioare au explicat natura acestui fenomen. S-a dovedit că această boală apare din cauza faptului că ionii de stronțiu, atunci când intră în exces în organism, deplasează o proporție semnificativă de calciu din oase, ceea ce duce la o deficiență a acestora din urmă. Ca urmare, întregul organism suferă, dar cea mai tipică manifestare a acestei boli este dezvoltarea modificărilor distrofice ale oaselor și articulațiilor, în special în timpul unei perioade de creștere intensivă (la copii). În plus, raportul fosfor-calciu din sânge este perturbat, se dezvoltă disbacterioza intestinală, fibroza pulmonară.

Pentru a elimina excesul de stronțiu din organism, se folosesc fibre alimentare, compuși de magneziu și calciu, sulfați de sodiu și bariu.

Cu toate acestea, stronțiul-90 radioactiv menționat mai sus prezintă un pericol deosebit. Acumulându-se în oase, nu numai că afectează măduva osoasă, împiedicând organismul să îndeplinească funcția hematopoietică, dar provoacă și radiații, afectează creierul și ficatul și de mii de ori crește riscul de a dezvolta cancer, în special cancer de sânge.

Situația este agravată de faptul că stronțiul-90 are un timp de înjumătățire mediu-lung (28,9 ani) - doar durata medie a generației de oameni. Prin urmare, în cazul contaminării radioactive a zonei, nu este necesar să așteptați decontaminarea rapidă a acesteia, dar, în același timp, radioactivitatea acesteia este foarte mare. Alte elemente radioactive se descompun fie foarte repede, de exemplu, mulți izotopi ai iodului au un timp de înjumătățire de ore și zile, fie foarte lent, deci au o activitate de radiație scăzută. Despre stronțiu-90 nu se poate spune nici una, nici alta.

Dar asta nu este tot. Cert este că stronțiul-90, atunci când intră în sol, înlocuiește calciul și este absorbit ulterior de plante, animale și, de-a lungul lanțului trofic, ajunge la om cu toate consecințele care decurg. În special „bogate” în stronțiu sunt culturile de rădăcină și părțile verzi ale plantelor. Drept urmare, terenurile agricole contaminate cu stronțiu radioactiv pot fi scoase din circulație timp de sute de ani.