Bariu: rol biologic în corpul uman. Purificarea apei din bariu: influența sa, sursele și metodele de purificare a apei Bariul în apa potabilă
BIBLIOTECA FACULTĂȚII DE ECOLOGIE
Metale grele în apa potabilă.
Probleme de poluare a apei cu metale grele.
Aluminiu (Al)
Intră în apă în procesul de tratare a apei, în caz de încălcări tehnologice, cu efluenți industriali. Provoacă tulburări ale SNC. Există dovezi ale neurotoxicității aluminiului, capacității sale de a se acumula în anumite condiții în țesutul nervos, ficat și zonele vitale ale creierului.
Bariu (Ba)
În natură, apare numai sub formă de compuși. Cele mai comune minereuri de bariu sunt baritul (sulfat de bariu) și witherita (carbonatul de bariu). Parțial, intră bariul mediu inconjurator ca urmare a activitatilor umane insa, pentru apa, principala cale de contaminare cu bariu este cea naturala, din surse naturale. De regulă, conținutul de bariu din apele subterane este scăzut.
Cu utilizarea prelungită a apei care conține bariu, este posibilă o creștere a tensiunii arteriale. Chiar și o singură utilizare a apei, conținutul de bariu în care depășește semnificativ MPC, poate duce la slăbiciune musculară și durere în regiunea abdominală.
Bor (B)
Intră în apă din roci sedimentare purtătoare de bor și roci compuse din silicați calco-magneziu-feruginoși, aluminosilicați ai zăcămintelor purtătoare de sare, precum și din roci vulcanice și argile care conțin bor sorsorbit din apa de mare, cu ape uzate din sticlă, metalurgică, construcții de mașini, textile, ceramică, tăbăcării și ape uzate municipale care conțin detergenți, atunci când îngrășămintele cu conținut de bor sunt aplicate pe sol și în locurile în care sunt dezvoltate minereuri care conțin bor.
Borul se acumulează în plante, în special în legume și fructe.
Cu un aport scurt de bor în concentrații mari, apare iritația tractului gastrointestinal. Pe termen lung - o încălcare a proceselor digestive devine cronică, apare intoxicația cu bor, care poate afecta ficatul, rinichii și sistemul nervos central.
Mn - Mangan
Pătrunde în apele de suprafață ca urmare a leșierii mineralelor care conțin mangan în timpul descompunerii animalelor acvatice și a organismelor vegetale. Compușii de mangan sunt transportați în rezervoare cu ape uzate de la întreprinderile din industria chimică.
Mn este un metal greu, cu un continut ridicat din acesta, apa capata o culoare galbuie si un gust astringent.
La niveluri în alimentarea cu apă care depășesc 0,1 mg/L, manganul poate cauza acumularea de depuneri în sistemul de distribuție, pete de corpuri sanitare și lenjerie și poate provoca un gust prost în băuturi. Chiar și la o concentrație de 0,02 mg/l, manganul formează adesea o peliculă pe țevi, care se desprinde ca un depozit negru.
Cu toate acestea, prezența manganului în apa de băut este necesară pentru funcționarea creierului și a sistemului cardio-vascular Cu toate acestea, excesul său poate provoca boli ale sistemului osos și hematopoietic, au un efect toxic și/sau mutagen asupra oamenilor.
Plumb (Pb)
Prezența sa în apele uzate indică contaminarea acestora sau migrarea Pb din structurile sanitare.
Afectează negativ sistemul nervos central și periferic
Zinc (Zn)
Migrează puternic în apele de suprafață și subterane.
Nevoia zilnică de Zn a organismului este acoperită prin consumul de pâine, carne, lapte și legume.
Zincul joacă un rol protector în organism atunci când mediul este contaminat cu cadmiu.
Deficiența de zinc în organism duce la nanism, întârzierea dezvoltării sexuale. Cu aportul excesiv în organism, este posibil un efect carcinogen și un efect toxic asupra inimii, sângelui, rinichilor, poate provoca scăderea apetitului, anemie, boli alergice, hiperactivitate, dermatită, subpondere, scăderea acuității vizuale, căderea părului, întârzierea dezvoltării sexuale la băieți.
bariu - element chimic, se referă la al doilea grup de PSE D. Mendeleev, metal alcalino-pământos. Compușii de bariu sunt utilizați pe scară largă în industria petrolului, electronică și hârtie. Este un metal alb-argintiu cu o densitate de 3,78 g/cu. vezi În natură, bariul în forma sa pură nu se găsește, conținutul elementului din scoarța terestră nu depășește 0,065%. Cei mai comuni compuși sunt sulfatul de bariu și carbonatul de bariu.
Bariul intră în apă din surse naturale, doar o mică proporție poate fi atribuită activităților umane. O concentrație mare de metal se găsește în zonele în care se găsesc următoarele minerale: witherit, barit. Conținutul de bariu în apă poate varia de la 1 la 20 mg/l, în timp ce concentrația permisă a substanței în apa potabilă conform standardelor Organizației Mondiale a Sănătății nu trebuie să depășească 0,7 mg/l, în Rusia această cifră este de aproximativ 0,1 mg/l . Din acest motiv, întrebarea de purificarea apei din bariu considerată la un nivel înalt. Problema epurării apei din bariu este tratată de specialiști din institutele de cercetare și laboratoarele Agenției Federale și ale Ministerului Agriculturii.
Conținutul de bariu din apă depinde și de proprietățile lichidului, și anume prezența sulfaților în acesta. În termeni științifici, sulfatul de bariu are un indice de solubilitate scăzut, prin urmare, la o concentrație mare a substanței, atunci când apa este încălzită la 18 grade, bariul precipită. În ciuda destul calea ușoarăîndepărtarea bariului din apă și prezența acestuia în natură, influența metalului asupra corpului uman este mare. Consumul de apă cu un conținut ridicat de această substanță poate duce la creșterea tensiunii arteriale, slăbiciune musculară, durere cavitate abdominală. Prin urmare, purificarea apei din acest element este atât de importantă.
Hidroxidul de bariu are un efect negativ asupra căilor respiratorii, un efect de cauterizare asupra corneei ochilor și pielii. Clorura de bariu crește permeabilitatea vasculară, ceea ce poate duce la hemoragie și umflături, provoacă anemie, limfocitoză, leucopenie. Fluorura de bariu poate provoca iritații nervoase, poate afecta mușchii. Toate efectele de mai sus sunt supuse persoanelor care consumă apă cu o concentrație mare de metal, așadar purificarea apei din bariu- una dintre etapele importante în producerea obţinerii apei potabile curate.
În prezent, există mai multe tehnologii pentru purificarea apei din bariu: osmoză inversă, schimb ionic, electrodializă. Filtrele moderne produse folosesc tehnologia de osmoză inversă, în timp ce la scară industrială purificarea apei din bariu efectuate prin electrodializă și schimb ionic. Astăzi, există și nanotehnologia, care a fost dezvoltată de specialiștii Universității Tehnice de Stat Vologda (Universitatea Umanitară și Tehnologică Vologda), vă permite să purificați apa din ionii de bariu prin purificarea apei subterane din fier.
Tehnologia unui astfel de tratament a apei amintește oarecum de metoda de încălzire a apei la 18 grade cu o concentrație mare de sulfați în apă, formarea sedimentelor. Studiile efectuate de specialiștii Universității arată că procesul de absorbție, cu alte cuvinte, procesul de absorbție a sorbatului prin volumul sorbantului, poate fi utilizat atunci când purificarea apei din bariu.
Vorbind despre aportul de bariu în organism, trebuie remarcat faptul că cea mai mare parte este ingerată cu alimente. Pericolul cel mai mare îl reprezintă fructele de mare și viața marine care trăiesc în apropierea locurilor în care se acumulează un număr mare de compuși de bariu. De-a lungul timpului, viața marina (pește, calmar, stridii) acumulează o anumită cantitate de metal în organism, dar conținutul de substanță poate crește, acest lucru depinde direct de caracteristicile structurale ale corpului și de locul de reședință permanentă. Unele plante marine pot crește concentrația de bariu din organism de 1000 de ori. Utilizarea unor astfel de produse este periculoasă pentru sănătate. Printre cele mai periculoase alimente care conțin bariu în intervalul 2-20 mg/litru se numără roșiile și soia. Prin urmare, udarea și vânzarea produselor prezentate mai sus trebuie efectuate sub controlul vigilent al organismelor de inspecție (Serviciul Sanitar și Epidemiologic, laboratoare de certificare și standardizare).
Bariul a fost descoperit în 1774 de celebrul farmacist suedez Karl Scheele. Și este o mare dezamăgire faptul că o descoperire atât de importantă a fost amânată, pentru că ar fi putut fi făcută încă din Evul Mediu dacă alchimiștii locali ar fi acordat mai multă atenție minereurilor științifice, și nu inventării pietrei filosofale. Mulți dintre ei visau să învețe cum să obțină aur pur din metale ieftine, dar încercările zadarnice nu au dus la nimic. Cu toate acestea, aceste experimente au devenit premisele pentru descoperirea bariului.
În secolul al XVII-lea, Vincenzio Casciorolo, un alchimist și cizmar italian, a descoperit o piatră mare și grea în munți și a încercat să o testeze pentru aur. Cu ajutorul cărbunelui și uleiului uscat, ghinionul căutător de aur a calcinat piatra, dar nu s-a găsit nimic valoros în ea, dar s-a întâmplat ceva interesant. Piatra a început să strălucească cu lumină roșie, iar această strălucire nu a dispărut nici după răcirea completă. Vincentio le-a povestit colegilor săi despre descoperirea sa, care au început să efectueze diverse experimente pe pietre similare, dorind să obțină aur.
Și numai 170 de ani mai târziu, Scheele a descoperit oxidul de bariu. Dar în forma sa pură, acest metal a fost obținut de chimistul englez Humphry Davy abia în 1808. Bariul și-a primit numele datorită gravitației sale, deoarece în greacă „barium” înseamnă „greu”. Într-adevăr, dintre toate metalele ușoare (și anume, bariul le aparține), acest element are cea mai semnificativă greutate. Deci numele este destul de justificat.
Bariul este un metal alcalino-pământos, are o culoare alb-argintiu, iar textura acestui element este moale și ușor vâscoasă. Nu se găsește în forma sa pură în natură. Bariul este obținut artificial din sulfați, carbonați, silicați, precum și din bariți și spate grele. În plus, acest metal poate fi găsit în apă și în organismele vii: plante și organe animale.
Rolul biologic
Care este rolul bariului în viața umană. Potrivit oamenilor de știință, acest metal nu a fost încă studiat temeinic. Și, în opinia lor unanimă, nu posedă o valoare vitală. Dar procesul de studiere a metalului nu s-a încheiat încă, așa că totul se poate schimba radical, iar acum bariul este clasificat drept ultramicroelement toxic.
La diverse boli Bolile gastrointestinale, precum și cardiovasculare din organism, nivelul de bariu scade brusc. De asemenea, a devenit cunoscut faptul că o cantitate mică din acest mineral poate afecta mușchii netezi ai intestinului, de exemplu, pot apărea intoxicații cu bariu, slăbiciune musculară și chiar spasme musculare.
Simptome de supradozaj și deficiență de bariu
O persoană cu o greutate corporală de aproximativ 70 kg conține cel puțin 20-22 mg de bariu. Sărurile de bariu sunt absorbite în intestine în cantități mai mici, dar în tractul respirator acest element este de 5-6 ori mai mult. Bariul se găsește nu numai în țesuturile musculare, se găsește și în creier și în splină și în cristalinul ochiului și în sânge, în oase și dinți. Acestea din urmă conțin cea mai mare cantitate de bariu în comparație cu alte organe și țesuturi. În dinți și oase - aproximativ 90% din total. Acest element se armonizează foarte bine cu calciul, dacă este necesar, chiar îl poate înlocui, deoarece aceste minerale sunt foarte asemănătoare în proprietățile lor chimice. Dar cu o cantitate excesivă de bariu, de exemplu, atunci când conținutul său în sol este depășit, metabolismul calciului poate fi perturbat. Și, ca rezultat, puteți câștiga boala lui Urov - o boală gravă, pe fondul căreia, datorită spălării rapide a calciului, procesele de osificare încetinesc, iar sistemul musculo-scheletic se uzează cât mai curând posibil.
Doza de bariu care este dăunătoare sănătății umane este de aproximativ 200 mg. Iar doza mortală nu este clar definită, după unele surse începe de la 0,8 g, după altele - de la 3,8 g. Dar totuși, prima variantă pare mai probabilă.
bariul nu provoacă boli oncologice sau mutații, dar pericolul său constă în toxicitatea sa. Doar sulfatul de bariu este sigur, care este folosit în medicină, este folosit pentru radiografii. Când conținutul de bariu din organism este depășit, acesta începe să afecteze celulele sanguine, țesutul muscular, neuronii, țesutul cardiac și alte organe importante.
Aportul în exces de bariu în corpul umanîn cele mai multe cazuri asociate cu industriale sau intoxicații casnice. Cel puțin așa explică oamenii de știință fenomenul.
Multe industrii folosesc acest metal. Printre acestea se numără ulei, electricitate, hârtie, sticlă, vopsea și lac, metalurgică, cauciuc, ceramică, imprimare și multe altele.
Fluorura de bariu este utilizată la prelucrarea lemnului și la producerea insecticidelor. Astfel, este folosit și în sectorul agricol, iar această substanță este toxică în egală măsură pentru oameni, animale și plante. De aceea trebuie studiat în mod corespunzător.
Potrivit oamenilor de știință, în acele zone din zonele rurale în care bariul este utilizat în mod activ pentru combaterea dăunătorilor, o boală precum leucemia este mult mai frecventă. Și chiar și lucruri banale precum tencuiala conțin compuși ai acelui metal, ceea ce înseamnă că constructorii au și riscul de a dezvolta un fel de boală pe fondul unui exces de bariu.
Sărurile de bariu solubile în apă sunt foarte periculoase: carbonați, sulfați, nitrați și cloruri. Doar fosfații și sulfații de bariu sunt considerați siguri.
La otrăvirea cu săruri de bariu apar următoarele simptome: senzație de arsură în gură, salivație abundentă, vărsături, colici intestinale, diaree, transpirație abundentă și paloare. piele. Sistemul nervos dă și semnale de suferință: apare tinitusul, coordonarea este perturbată, activitatea creierului este tulburată. Pulsul slăbește, pot apărea aritmii sau bradicardie.
De asemenea este si forma cronica intoxicație cu bariu. Adevărat, manifestarea sa nu este la fel de ascuțită ca în forma acută, dar nu este mai puțin periculoasă pentru oameni. O problemă similară poate apărea numai la oamenii care lucrează în fabrici în care aerul este contaminat cu compuși de bariu. Cert este că inhalarea prafului cu astfel de compuși duce la numeroase boli respiratorii, care sunt agravate de procesul fibros. Cicatrizarea și îngroșarea țesuturilor duc la scurtarea severă a respirației, care progresează constant, aducând cu ea o tuse uscată incontrolabilă și dureri în piept. Consecințele pot fi nu numai o modificare a căilor respiratorii și insuficiență pulmonară dar si pneumonie, diverse bronsite si tuberculoza.
Excesul de bariu este destul de greu de corectat. În unele situații, un rezultat de succes este aproape imposibil. Pentru a neutraliza sărurile de bariu, este necesar să se introducă săruri sulfat de calciu și magneziu. Numai ei sunt capabili să transforme sărurile de bariu în sulfați, care pot fi apoi îndepărtați în siguranță din organism.
În cazul unui grad sever de otrăvire, ajutorul ar trebui să fie fulgerător, ceea ce uneori este imposibil, în astfel de situații un rezultat fatal poate apărea în 24 de ore. Deja 0,2-0,5 g din aceste substanțe pot provoca intoxicații severe, ca să nu mai vorbim de 0,8 g, care poate duce la moarte.
Cu o otrăvire atât de gravă, este urgent să faceți o spălare gastrică și o clisma cu o soluție de sulfat de magneziu și sodiu. Cu ajutorul emeticelor, sărurile de bariu insolubile pot fi îndepărtate, dar acest lucru ar trebui să apară deja într-un cadru spitalicesc, precum și tratamentul ulterior.
Puțini s-ar gândi să ia bariu pe cale orală, dar în practică medicală au existat cazuri când a fost folosit în mod eronat în locul unui alt medicament. De aceea trebuie să știi cum să te comporți într-o astfel de situație.
Dacă vorbim despre lucrul în industrii periculoase, atunci principalul lucru aici este să facem o analiză spectrală a părului în timp, o procedură specială care va ajuta la determinarea prezenței otrăvirii cronice cu săruri de bariu. La urma urmei, nu poți observa probleme de mulți ani, până când într-o zi vine o criză. Desigur, prețul procedurii este destul de mare, dar sănătatea este încă mai scumpă. Deci, merită să vă protejați și să fiți testat și, pe lângă aceasta, este recomandabil să analizați din când în când apa potabilă din regiunea dvs.
Necesarul zilnic de bariu
În ciuda faptului că proprietățile bariului sunt prost înțelese, există Rata de zi cu zi acest mineral. Este egal cu 0,3-0,9 mg pe zi. Impactul bariului asupra corpului uman nu este întotdeauna negativ. Când funcționează împreună cu acetilcolina (unul dintre principalii neurotransmițători), acțiunea lor combinată relaxează mușchiul inimii.
Corpul uman primește bariu prin apă și alimente. Fructele de mare sunt foarte bogate în acest mineral, sunt de multe ori mai multe în ele decât în apa de mare, iar în alge marine este chiar mai mult. Același lucru este valabil și pentru plante: dacă solul este bogat în bariu, atunci planta cultivată pe el va depăși această cantitate de câteva ori. În apă poate exista și mult bariu, totul depinde de locația sursei, dar nu există prea mult din acest element în aer.
În literatura internă și străină, există numeroase date care indică o gamă largă de efecte ale compușilor de bariu asupra corpului uman. În special, efectul bariului afectează negativ sistemele hematopoietice, cardiovasculare și nervoase, funcțiile ficatului și ale tractului gastrointestinal sunt perturbate, iar vitamina C este distrusă.
În condiții de producție, compușii de bariu pătrund în organism în principal sub formă de aerosoli de dezintegrare prin organele respiratorii și, într-o măsură mai mică, prin tract gastrointestinal sau pielea deteriorată.
Toxicitatea sărurilor de bariu depinde în mare măsură de gradul de solubilitate a acestora în apă și mediile biologice ale organismului. Cei mai toxici sunt compuși precum clorura, nitratul, dioxidul de carbon, sulful și hidroxidul de bariu, precum și oxidul și peroxidul acestuia. Insolubil în apă, acizi și alcalii, sulfatul de bariu nu are proprietăți toxice. Otrăvirea cu compuși de bariu poate fi atât acută, cât și cronică ca severitate.
Intoxicația acută este posibilă atunci când compușii de bariu foarte solubili intră prin gură sau în concentrații semnificative prin organele respiratorii. În acest caz, este afectat în primul rând tractul gastrointestinal (dureri de stomac, vărsături, diaree), cardiovasculare sistem nervos(tensiune arterială crescută, bradicardie, amețeli, tulburări de mers și vedere, convulsii și paralizie). LA cazuri severe posibil deces din cauza insuficienței cardiace.
Intoxicația cronică apare cu aportul prelungit de cantități mici de compuși de bariu sub formă de aerosoli prin organele respiratorii. În special, aportul pe termen lung de carbonat de bariu ultrafin în plămâni provoacă un efect toxic general asupra organismului.
Rezultatele unei examinări policlinice a lucrătorilor din producția de bariu și datele din studiile experimentale cu expunerea cronică prin inhalare a animalelor la praful de carbonat de bariu au arătat că intoxicația cronică cu bariu se caracterizează prin afectarea tonusului vascular de tip hiper- și hipotonic, leziuni miocardice cu modificarea funcția de conducere cardiacă și metabolismul fosfor-calciu afectat în organism. În același timp, sistemul hematopoietic suferă (scăderea hemoglobinei, leucocitoză, trombopenie) și funcția de formare a proteinelor și de detoxifiere a ficatului este perturbată, iar activitatea enzimelor este de asemenea inhibată.
Aportul prelungit de praf insolubil de sulfat de bariu în plămâni provoacă pneumoconioză profesională de baritic la muncitori. Praful de carbonat de bariu are, de asemenea, un efect fibrogen pronunțat. Majoritatea compușilor de bariu se caracterizează printr-un efect iritant local asupra pielii și mucoaselor - acesta din urmă este cel mai pronunțat în hidroxidul de bariu.
Într-un experiment pe animale, s-a descoperit că bariul are o capacitate pronunțată de a se acumula și persistă în organism pentru o lungă perioadă de timp. În plus, ionul de bariu traversează cu ușurință bariera placentară și în timpul alăptării poate fi excretat în laptele matern.
Concentrația maximă admisă de aerosoli de compuși de bariu în aerul zonei de lucru este stabilită - pentru absolut insolubil (sulfat de bariu) la nivelul de 6 mg / m 3, pentru solubil în mediul biologic al organismului (carbonat de bariu) la nivelul nivel de 0,5 mg/m 3.
Rolul biologic și toxicitatea.
Rolul biologic al bariului nu a fost suficient studiat. Nu este inclus în numărul de oligoelemente vitale.
Toți compușii de bariu solubili în apă sunt foarte toxici. Datorită solubilității bune în apă din sărurile de bariu, clorura este periculoasă, la fel ca nitratul, nitritul, cloratul și percloratul. Sărurile de bariu bine solubile din apă sunt resorbite rapid în intestin.
Simptome otrăvire acută săruri de bariu: salivație, arsuri în gură și esofag. Dureri de stomac, colici, greață, vărsături, diaree, hipertensiune arterială, puls neregulat dur, convulsii, este posibilă paralizie ulterioară, cianoză a feței și a extremităților (extremități reci), transpirație rece abundentă, slăbiciune musculară, în special a extremităților , ajungând ca otrăvitul să nu poată da din cap. Tulburări de mers, precum și vorbire din cauza paraliziei mușchilor faringelui și limbii. Dificultăți de respirație, amețeli, tinitus, vedere încețoșată.
În caz de otrăvire severă, moartea are loc brusc sau în decurs de o zi. Otrăvirea severă apare atunci când sunt ingerate 0,2-0,5 g de săruri de bariu, doza letală este de 0,8-0,9 g.
Pentru primul ajutor, este necesar să spălați stomacul cu o soluție de 1% sulfat de sodiu sau de magneziu. Clisme din soluții 10% din aceleași săruri. Ingestia unei soluții din aceleași săruri (20,0 ore de sare la 150,0 ore de apă) într-o lingură la fiecare 5 minute. Emetice pentru a elimina sulfatul de bariu insolubil rezultat din stomac. Intravenos 10-20 ml soluție de sulfat de sodiu 3%. Subcutanat - camfor, cofeina, lobelina - conform indicatiilor. Picioarele calde. În interior supe mucoase și lapte.
Lucrătorii expuși la compuși de bariu solubili toxici ar trebui să fie prevăzute cu instalații de spălare și alte instalații sanitare și trebuie stabilite practici stricte de igienă personală. Fumatul, mâncatul și băutura la locul de muncă trebuie să fie strict interzise. Podelele din zonele de lucru trebuie să fie dense și curățate în mod regulat. Trebuie depuse eforturi pentru a reduce concentrația de praf de baritic din aer la minimum. În plus, Atentie speciala ar trebui acordată prezenței oxidului de siliciu în praful din aer.
