Kjemiske egenskaper Strontium - egenskaper av egenskaper med et bilde, dens biologiske rolle i menneskekroppen, behandling med medisiner basert på et kjemisk element

Strontium(lat. Strontium), Sr, et kjemisk grunnstoff i gruppe II i Mendeleevs periodiske system, atomnummer 38, atommasse 87,62, sølv-hvitt metall. Naturlig strontium består av en blanding av fire stabile isotoper: 84 Sr, 86 Sr, 87 Sr og 88 Sr; den vanligste er 88 Sr (82,56%).

Radioaktive isotoper med massetall fra 80 til 97 er kunstig oppnådd, inkl. 90 Sr (T ½ = 27,7 år), dannet under fisjon av uran. I 1790 undersøkte den skotske legen A. Crawford funnet nær lokalitet Stronshian (i Skottland) mineral, funnet å inneholde en tidligere ukjent "jord" som ble kalt strontian. Det viste seg senere å være strontium oxide SrO. I 1808 oppnådde G. Davy Strontiumamalgam ved å underkaste elektrolyse med en kvikksølvkatode en blanding av fuktet Sr(OH)2-hydroksid med kvikksølvoksid.

Distribusjon av strontium i naturen. Gjennomsnittlig innhold av strontium i jordskorpen (clarke) er 3,4·10 -2 masseprosent; i geokjemiske prosesser er det en satellitt av kalsium. Omtrent 30 strontiummineraler er kjent; de viktigste er celestine SrSO 4 og strontianite SrCO 3 . I magmatiske bergarter er strontium overveiende i en dispergert form og går som en isomorf urenhet inn i krystallgitteret av kalsium-, kalium- og bariummineraler. I biosfæren akkumuleres strontium i karbonatbergarter og spesielt i sedimentene til saltsjøer og laguner (celestine-avsetninger).

Fysiske egenskaper til strontium. Ved romtemperatur er gitteret av Strontium ansiktssentrert kubisk (α-Sr) med en periode a = 6,0848Å; ved temperaturer over 248 °C transformeres den til en sekskantet modifikasjon (β-Sr) med gitterperioder a = 4,32 Å og c = 7,06 Å; ved 614 °C forvandles den til en kubisk kroppssentrert modifikasjon (γ-Sr) med en periode a = 4,85Å. Atomradius 2,15Å, ionradius Sr 2+ 1,20Å. Tettheten til a-formen er 2,63 g/cm3 (20°C); t pl 770 °C, t kip 1383 °C; spesifikk varmekapasitet 737,4 kJ/(kg K); elektrisk resistivitet 22,76·10 -6 ohm·cm -1 . Strontium er paramagnetisk, den atomiske magnetiske følsomheten ved romtemperatur er 91,2·10 -6. Strontium er et mykt duktilt metall som enkelt kan kuttes med en kniv.

Kjemiske egenskaper. Konfigurasjonen av det ytre elektronskallet til atomet Sr 5s 2 ; i forbindelser har den vanligvis en oksidasjonstilstand på +2. Strontium er et jordalkalimetall Kjemiske egenskaper m er lik Ca og Ba. Strontiummetall oksiderer raskt i luft og danner en gulaktig overflatefilm som inneholder SrO oksid, SrO 2 peroksid og Sr 3 N 2 nitrid. Med oksygen kl normale forhold danner SrO-oksid (gråhvitt pulver), som lett omdannes til karbonat SrCO 3 i luft; interagerer kraftig med vann og danner hydroksyd Sr (OH) 2 - en base sterkere enn Ca (OH) 2. Når det varmes opp i luft, antennes det lett, og pulverisert strontium antennes spontant i luft, så strontium lagres i hermetisk lukkede kar under et lag med parafin. Spalter vann raskt med frigjøring av hydrogen og dannelse av hydroksyd. Ved høye temperaturer reagerer den med hydrogen (>200 °C), nitrogen (>400 °C), fosfor, svovel og halogener. Ved oppvarming danner det intermetalliske forbindelser med metaller, slik som SrPb 3 , SrAg 4 , SrHg 8 , SrHg 12 . Av strontiumsaltene er halogenidene (unntatt fluor), nitrat, acetat og klorat lett løselige i vann; vanskelig løselig karbonat, sulfat, oksalat og fosfat. Utfelling av strontium som oksalat og sulfat brukes til analytisk bestemmelse. Mange strontiumsalter danner krystallinske hydrater som inneholder fra 1 til 6 molekyler krystallvann. SrS-sulfid hydrolyseres gradvis av vann; Sr 3 N 2 nitrid (svarte krystaller) spaltes lett ved at vann frigjør NH 3 og Sr(OH) 2 . Strontium løses godt opp i flytende ammoniakk, og gir mørkeblå løsninger.

Får strontium. De viktigste råvarene for produksjon av strontiumforbindelser er konsentrater fra anrikning av celestine og strontianitt. Strontiummetall oppnås ved å redusere strontiumoksid med aluminium ved 1100-1150 °C:

4SrO+2Al = 3Sr+ SrOAl2O3.

Prosessen utføres i elektrovakuumapparater [ved 1 N/m 2 (10-2 mm Hg)] med periodisk virkning. Strontiumdamper kondenserer på den avkjølte overflaten av en kondensator som er satt inn i apparatet; på slutten av reduksjonen fylles apparatet med argon og kondensatet smeltes, som renner inn i formen. Strontium oppnås også ved elektrolyse av en smelte som inneholder 85 % SrCl 2 og 15 % KCl, men i denne prosessen er strømeffektiviteten lav, og metallet er forurenset med salter, nitrid og oksid. I industrien produserer elektrolyse med en flytende katode strontiumlegeringer, for eksempel med tinn.

Påføring av strontium. Strontium tjener til å deoksidere kobber og bronse. 90 Sr er en kilde til β-stråling i atomelektriske batterier. Strontium brukes til å lage fosfor og solceller, samt svært pyrofore legeringer. Strontiumoksid er en komponent i noen optiske glass og oksidkatoder i vakuumrør. Strontiumforbindelser gir flammer en intens kirsebærrød farge, som er grunnen til at noen av dem brukes i pyroteknikk. Strontianitt introduseres i slagget for å rense høyverdig stål fra svovel og fosfor; Strontiumkarbonat brukes i ikke-evaporative getters og tilsettes også værbestandige glasurer og emaljer for belegging av porselen, stål og høytemperaturlegeringer. Chromate SrCrO 4 er et meget stabilt pigment for fremstilling av kunstneriske malinger, SrTiO 3 titanat brukes som ferroelektrisk, det er en del av piezokeramikk. Strontiumsalter av fettsyrer ("strontiumsåper") brukes til å lage spesialfett.

Salter og forbindelser av strontium har lav toksisitet; når man arbeider med dem, bør man være veiledet av sikkerhetsforskriftene med salter av alkali- og jordalkalimetaller.

Strontium i kroppen. Strontium er en integrert del av mikroorganismer, planter og dyr. Hos marine radiolarier (acantaria) består skjelettet av strontiumsulfat - celestine. Tang inneholder 26-140 mg strontium per 100 g tørrstoff, landplanter - 2,6, marine dyr - 2-50, landdyr - 1,4, bakterier - 0,27-30. Akkumulering av strontium av forskjellige organismer avhenger ikke bare av deres arter, egenskaper, men også av forholdet mellom strontium og andre elementer, hovedsakelig Ca og P, i miljøet, samt av tilpasningen av organismer til et spesifikt geokjemisk miljø.

Dyr får strontium med vann og mat. Strontium absorberes av de tynne, og skilles hovedsakelig ut av tykktarmen. En rekke stoffer (algepolysakkarider, kationbytterharpikser) hindrer absorpsjonen av strontium. Hoveddepotet av Strontium i kroppen er beinvev, hvis aske inneholder omtrent 0,02% Strontium (i andre vev - omtrent 0,0005%). Et overskudd av strontiumsalter i dietten til rotter forårsaker "strontium" rakitt. Hos dyr som lever på jord med en betydelig mengde celestine, er det et økt innhold av Strontium i kroppen, noe som fører til benskjørhet, rakitt og andre sykdommer. I biogeokjemiske provinser rike på Strontium (en rekke regioner i Sentral- og øst Asia, Nord-Europa og andre), er den såkalte Urov-sykdommen mulig.

Strontium-90. Blant de kunstige isotopene til Strontium er dens langlivede radionuklid 90 Sr en av de viktige komponentene i radioaktiv forurensning av biosfæren. En gang i miljøet er 90 Sr preget av evnen til å bli inkludert (hovedsakelig sammen med Ca) i de metabolske prosessene til planter, dyr og mennesker. Når man vurderer forurensning av biosfæren med 90 Sr, er det derfor vanlig å beregne forholdet 90 Sr/Ca i strontiumenheter (1 s.u. = 1 mikron μcurie 90 Sr per 1 g Ca). Når 90 Sr og Ca beveger seg langs biologiske kjeder og næringskjeder, forekommer Strontium-diskriminering, for det kvantitative uttrykket som "diskrimineringskoeffisienten" er funnet, forholdet mellom 90 Sr / Ca i neste ledd i den biologiske eller næringskjeden til samme verdi i forrige lenke. I det siste leddet i næringskjeden er konsentrasjonen av 90 Sr som regel mye lavere enn i den første.

Planter kan motta 90 Sr direkte fra direkte forurensning av bladene eller fra jorda gjennom røttene (i dette tilfellet har type jord, fuktighetsinnhold, pH, innhold av Ca og organisk materiale, etc. stor innflytelse) . Relativt mer 90 Sr akkumuleres av belgfrukter, rot- og knollvekster, mindre av korn, inkludert korn, og lin. Betydelig mindre 90 Sr akkumuleres i frø og frukt enn i andre organer (for eksempel er 90 Sr 10 ganger mer i hveteblader og stengler enn i korn). Hos dyr (kommer hovedsakelig med plantemat) og mennesker (kommer hovedsakelig med kumelk og fisk), akkumuleres 90 Sr hovedsakelig i beina. Mengden av 90 Sr-avsetning i kroppen til dyr og mennesker avhenger av individets alder, mengden innkommende radionuklid, veksthastigheten til nytt beinvev og andre. 90 Sr utgjør en stor fare for barn, i hvis kropp den kommer inn med melk og samler seg i raskt voksende beinvev.

Den biologiske effekten av 90 Sr er assosiert med arten av dens distribusjon i kroppen (akkumulering i skjelettet) og avhenger av dosen av β-bestråling skapt av den og dens datter radioisotop 90 Y. Med langvarig inntak av 90 Sr i kroppen, selv i relativt små mengder, som et resultat av kontinuerlig bestråling av beinvev, kan leukemi og beinkreft utvikle seg. Betydelige endringer i beinvev observeres når innholdet av 90 Sr i kosten er ca. 1 mikrocurie per 1 g Ca. Konklusjon i 1963 i Moskva av testforbudstraktaten atomvåpen i atmosfæren, rommet og under vann førte til en nesten fullstendig frigjøring av atmosfæren fra 90 Sr og en nedgang i dens mobile former i jorda.

Strontium i menneskekroppen: rolle, kilder, mangel og overskudd

Strontium (Sr) er et kjemisk grunnstoff som opptar D.I. Mendeleev 38. plass. I sin enkleste form, under normale forhold, er det et jordalkali-sølv-hvitt metall, veldig duktilt, mykt og formbart (lett å kutte med en kniv). I luft oksideres det veldig raskt av oksygen og fuktighet, og blir dekket med gult oksid. Kjemisk veldig aktiv.

Strontium ble oppdaget i 1787 av to kjemikere W. Cruikshank og A. Crawford, og ble først isolert i ren form av H. Davy i 1808. Det har fått navnet sitt fra den skotske landsbyen Stronshian, hvor det i 1764 ble oppdaget et tidligere ukjent mineral, også kalt strontium etter landsbyen.

På grunn av sin høye kjemiske aktivitet forekommer ikke strontium i sin rene form i naturen. I naturen er det ganske vanlig, det er en del av rundt 40 mineraler, hvorav de vanligste er celestine (strontiumsulfat) og strontianitt (strontiumkarbonat). Det er fra disse mineralene at strontium utvinnes i industriell skala. De største forekomstene av strontiummalm finnes i USA (Arizona og California), Russland og noen andre land.

Strontium og dets forbindelser er mye brukt i radio-elektronisk industri, metallurgi, næringsmiddelindustri og pyroteknikk.

Strontium følger ofte med kalsium i mineraler og er et ganske vanlig kjemisk grunnstoff. Dens massefraksjon i jordskorpen er omtrent 0,014 %, konsentrasjonen i sjøvann er omtrent 8 mg/l.

Strontiums rolle i menneskekroppen

Svært ofte, når de snakker om effekten av strontium på menneskekroppen, har de en negativ konnotasjon. Dette er en veldig vanlig misforståelse på grunn av det faktum at dens radioaktive isotop 90 Sr faktisk er ekstremt helsefarlig. Det dannes under kjernefysiske reaksjoner i reaktorer og under atomeksplosjoner, og når det kommer inn i menneskekroppen, avsettes det i benmargen og fører veldig ofte til veldig tragiske konsekvenser, siden det bokstavelig talt blokkerer bloddannelsen. Men vanlig, ikke-radioaktiv, strontium i rimelige doser er ikke bare ikke farlig, men bare nødvendig for menneskekroppen. Strontium brukes til og med i behandlingen av osteoporose.

Generelt finnes strontium i nesten alle levende organismer, både i planter og i dyr. Det er en analog av kalsium og kan enkelt erstatte det i beinvev uten noen spesielle helseeffekter. Det er forresten denne kjemiske egenskapen til strontium som gjør den nevnte radioaktive isotopen ekstremt farlig. Nesten alt (99 %) av strontium avsettes i beinvev, og mindre enn 1 % av strontium holdes tilbake i andre vev i kroppen. Konsentrasjonen av strontium i blodet er ca. 0,02 µg/ml, i lymfeknutene 0,30 µg/g, lungene 0,2 µg/g, eggstokkene 0,14 µg/g, nyrer og lever 0,10 µg/g.

Hos små barn (under 4 år) akkumuleres strontium i kroppen, siden beinvev dannes aktivt i denne perioden. Kroppen til en voksen inneholder omtrent 300-400 mg strontium, som er ganske mye sammenlignet med andre sporstoffer.

Strontium forhindrer utvikling av osteoporose og tannkaries.

En synergist og samtidig en antagonist av strontium er kalsium, som er svært nær det i sine kjemiske egenskaper.

Kilder til strontium i menneskekroppen

Det eksakte daglige menneskelige behovet for strontium er ikke fastslått; ifølge noe av tilgjengelig informasjon er det opptil 3-4 mg. Det er anslått at en person i gjennomsnitt bruker 0,8-3,0 mg strontium per dag med mat.

Strontium som følger med maten absorberes kun med 5-10%. Absorpsjonen skjer hovedsakelig i tolvfingertarmen og ileum. Strontium skilles hovedsakelig ut gjennom nyrene, i mye mindre grad med galle. Bare uabsorbert strontium finnes i avføring.

Forbedrer absorpsjonen av strontium vitamin D, laktose, aminosyrer arginin og lysin. I sin tur reduserer et plantebasert kosthold med mye fiber, samt natrium- og bariumsulfater absorpsjonen av strontium i fordøyelseskanalen.

Matvarer som inneholder strontium:

• belgfrukter (bønner, erter, bønner, soyabønner);
• frokostblandinger (bokhvete, havre, hirse, myk og durumhvete, villris, rug);
• planter som danner knoller, samt rotvekster (poteter, rødbeter, neper, gulrøtter, ingefær);
• frukt (aprikos, kvede, ananas, druer, pære, kiwi);
• greener (selleri, dill, ruccola);
• nøtter (peanøtter, paranøtter, cashewnøtter, macadamia, pistasjnøtter, hasselnøtter);
• kjøttprodukter, spesielt bein og brusk.

Mangel på strontium i menneskekroppen

Det er ingen informasjon om strontiummangel i menneskekroppen i den spesialiserte litteraturen. Dyreforsøk viser at strontiummangel fører til utviklingsforsinkelse, veksthemming, tannråte (karies) og forkalkning av bein og tenner.

Overflødig strontium i menneskekroppen

Med et overskudd av strontium kan det utvikles en sykdom, som populært kalles "Urovs sykdom", og på medisinsk språk - "strontium rakitt" eller Kashin-Becks sykdom. Denne sykdommen ble først identifisert blant befolkningen som levde i elvebassenget. Ural og Øst-Sibir. Bosatt i byen Nerchensk I.M. Yurensky skrev i 1849 i tidsskriftet "Proceedings of the Free Economic Society" en artikkel "Om styggheten til innbyggerne ved bredden av Urova i Øst-Sibir."

I lang tid kunne legene ikke forklare arten av denne endemiske sykdommen. Senere studier forklarte naturen til dette fenomenet. Det viste seg at denne sykdommen oppstår på grunn av det faktum at strontiumioner, når de kommer inn i kroppen i overkant, fortrenger en betydelig andel kalsium fra beinene, noe som fører til en mangel på sistnevnte. Som et resultat lider hele organismen, men den mest typiske manifestasjonen denne sykdommen det er en utvikling av dystrofiske endringer i bein og ledd, spesielt i en periode med intensiv vekst (hos barn). I tillegg er fosfor-kalsium-forholdet i blodet forstyrret, tarmdysbakteriose, lungefibrose utvikles.

For å fjerne overflødig strontium fra kroppen, brukes kostfiber, magnesium- og kalsiumforbindelser, natrium- og bariumsulfater.

Imidlertid er det radioaktive strontium-90 nevnt ovenfor av spesiell fare. Akkumulerer i beinene, påvirker ikke bare benmargen, hindrer kroppen i å utføre den hematopoietiske funksjonen, men forårsaker også strålesyke, påvirker hjernen og leveren, og øker risikoen for å utvikle kreft, spesielt blodkreft, tusen ganger .

Situasjonen forverres av det faktum at strontium-90 har en gjennomsnittlig lang halveringstid (28,9 år) - bare den gjennomsnittlige varigheten av generasjonen av mennesker. Derfor, i tilfelle av radioaktiv forurensning av området, er det ikke nødvendig å vente på dets raske dekontaminering, men samtidig er radioaktiviteten veldig høy. Andre radioaktive grunnstoffer forfaller enten veldig raskt, for eksempel har mange isotoper av jod en halveringstid på timer og dager, eller veldig sakte, så de har lav strålingsaktivitet. Verken det ene eller det andre kan sies om strontium-90.

Men det er ikke alt. Faktum er at strontium-90, når det kommer inn i jorda, fortrenger kalsium og blir deretter absorbert av planter, dyr og, langs næringskjeden, når en person med alle de påfølgende konsekvenser. Spesielt "rik" på strontium er rotvekster og grønne deler av planter. Som et resultat kan jordbruksland forurenset med radioaktivt strontium tas ut av sirkulasjon i hundrevis av år.

Strontium er et element i hovedundergruppen til den andre gruppen, den femte perioden av det periodiske systemet av kjemiske elementer av D. I. Mendeleev, med atomnummer 38. Det er betegnet med symbolet Sr (lat. Strontium). Det enkle stoffet strontium er et mykt, formbart og formbart jordalkalimetall med en sølvhvit farge. Den har høy kjemisk aktivitet, i luft reagerer den raskt med fuktighet og oksygen, og blir dekket med en gul oksidfilm.

Atomnummer - 38

Atommasse - 87,62

Tetthet, kg/m³ - 2600

Smeltepunkt, ° С - 768

Varmekapasitet, kJ / (kg ° С) - 0,737

Elektronegativitet - 1,0

Kovalent radius, Å - 1,91

1. ionisering potensial, ev - 5,69

I 1764 ble det funnet et mineral i en blygruve nær den skotske landsbyen Strontian, som de kalte strontianitt. Lenge ble det ansett som en variasjon av fluoritt CaF 2 eller witherite BaCO 3, men i 1790 analyserte de engelske mineralogene Crawford og Cruikshank dette mineralet og fant ut at det inneholdt en ny "jord", og i dagens språk, oksid.

Uavhengig av dem ble det samme mineralet studert av en annen engelsk kjemiker, Hope. Etter å ha kommet til de samme resultatene, kunngjorde han at det er et nytt grunnstoff i strontianitt - metallet strontium.

Tilsynelatende var oppdagelsen allerede "i luften", fordi nesten samtidig kunngjorde den fremtredende tyske kjemikeren Klaproth oppdagelsen av en ny "jord".

I de samme årene kom også den kjente russiske kjemikeren, akademiker Toviy Egorovich Lovits, over spor av «strontiumjord». Han hadde lenge vært interessert i mineralet kjent som tung spar. I dette mineralet (sammensetningen er BaSO 4) oppdaget Karl Scheele i 1774 oksidet til det nye grunnstoffet barium. Vi vet ikke hvorfor Lovitz ikke var likegyldig til tung sparring; det er bare kjent at forskeren, som oppdaget adsorpsjonsegenskapene til kull og gjorde mye mer innen generell og organisk kjemi, samlet prøver av dette mineralet. Men Lovitz var ikke bare en samler, han begynte snart å systematisk studere tung spar og kom i 1792 til den konklusjon at dette mineralet inneholdt en ukjent urenhet. Han klarte å trekke ut ganske mye fra samlingen sin - mer enn 100 g ny "jord" og fortsatte å utforske dens egenskaper. Resultatene av studien ble publisert i 1795.

Så, nesten samtidig, kom flere forskere i forskjellige land nær oppdagelsen av strontium. Men i sin elementære form ble den utpekt først i 1808.

Den fremragende vitenskapsmannen i sin tid, Humphry Davy, forsto allerede at grunnstoffet strontiumjord, tilsynelatende, må være et jordalkalimetall, og han oppnådde det ved elektrolyse, dvs. på samme måte som kalsium, magnesium, barium. Mer spesifikt ble verdens første metalliske strontium oppnådd ved elektrolyse av det fuktede hydroksydet. Strontiumet som ble frigjort ved katoden ble umiddelbart kombinert med kvikksølv og dannet et amalgam. Davy dekomponerte amalgamet ved oppvarming, og isolerte det rene metallet.

Strontium finnes i sjøvann (0,1 mg/l), i jord (0,035 vekt %). I massevis, i geokjemiske prosesser, er det en satellitt av kalsium. I magmatiske bergarter er strontium overveiende i en dispergert form og går som en isomorf urenhet inn i krystallgitteret av kalsium-, kalium- og bariummineraler. I biosfæren akkumuleres strontium i karbonatbergarter og spesielt i sedimentene til saltsjøer og laguner.

Strontium er en integrert del av mikroorganismer, planter og dyr. Hos marine radiolarier (acantaria) består skjelettet av strontiumsulfat - celestine. Tang inneholder 26-140 mg strontium per 100 g tørrstoff, landplanter - 2,6, marine dyr - 2-50, landdyr - 1,4, bakterier - 0,27-30. Akkumulering av strontium av forskjellige organismer avhenger ikke bare av deres arter, egenskaper, men også av forholdet mellom strontium og andre elementer, hovedsakelig Ca og P, i miljøet, samt av tilpasningen av organismer til et spesifikt geokjemisk miljø.

I naturen forekommer strontium som en blanding av 4 stabile isotoper 84Sr (0,56%), 86Sr (9,86%), 87Sr (7,02%), 88Sr (82,56%). Radioaktive isotoper med massetall fra 80 til 97 er kunstig oppnådd, inkl. 90 Sr (T ½ = 27,7 år), dannet under fisjon av uran.

Det er 3 måter å få metallisk strontium på:

• termisk dekomponering av noen forbindelser
• elektrolyse av en smelte som inneholder 85 % SrCl 2 og 15 % KCl, men i denne prosessen er strømeffektiviteten lav, og metallet er forurenset med salter, nitrid og oksid. I industrien produserer elektrolyse med en flytende katode strontiumlegeringer, for eksempel med tinn.
• oksid- eller kloridreduksjon

De viktigste råvarene for produksjon av strontiumforbindelser er konsentrater fra anrikning av celestine og strontianitt. Strontiummetall oppnås ved å redusere strontiumoksid med aluminium ved 1100-1150 °C:

4SrO+2Al = 3Sr+ SrOAl2O3.

Prosessen utføres i elektrovakuumapparater [ved 1 N/m 2 (10-2 mm Hg)] med periodisk virkning. Strontiumdamper kondenserer på den avkjølte overflaten av en kondensator som er satt inn i apparatet; på slutten av reduksjonen fylles apparatet med argon og kondensatet smeltes, som renner inn i formen.

Den elektrolytiske produksjonen av strontium ved elektrolyse av en smelte av en blanding av SrCl 2 og NaCl er ikke mye brukt på grunn av den lave strømeffektiviteten og forurensning av strontium med urenheter.

Ved romtemperatur er gitteret av Strontium ansiktssentrert kubisk (α-Sr) med en periode a = 6,0848Å; ved temperaturer over 248 °C transformeres den til en sekskantet modifikasjon (β-Sr) med gitterperioder a = 4,32 Å og c = 7,06 Å; ved 614 °C forvandles den til en kubisk kroppssentrert modifikasjon (γ-Sr) med en periode a = 4,85Å. Atomradius 2,15Å, ionisk radius Sr 2+ 1,20Å. Tettheten til a-formen er 2,63 g/cm3 (20°C); t pl 770 °C, t kip 1383 °C; spesifikk varmekapasitet 737,4 kJ/(kg K); elektrisk resistivitet 22,76·10 -6 ohm·cm -1 . Strontium er paramagnetisk, den atomiske magnetiske følsomheten ved romtemperatur er 91,2·10 -6. Strontium er et mykt duktilt metall som enkelt kan kuttes med en kniv.

Polymorfen - tre av modifikasjonene er kjent. Opp til 215 o C er den kubiske ansiktssentrerte modifikasjonen (α-Sr) stabil, mellom 215 og 605 o C - sekskantet (β-Sr), over 605 o C - kubisk kroppssentrert modifikasjon (γ-Sr).

Smeltepunkt - 768 o C, Kokepunkt - 1390 o C.

Strontium i dets forbindelser viser alltid en +2 valens. Av egenskaper er strontium nær kalsium og barium, og opptar en mellomposisjon mellom dem.

I den elektrokjemiske spenningsserien er strontium blant de mest aktive metallene (dets normale elektrodepotensial er -2,89 V. Det reagerer kraftig med vann og danner hydroksid:

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

Reagerer med syrer tungmetaller fra deres salter. Med konsentrerte syrer (H 2 SO 4 , HNO 3) reagerer svakt.

Strontiummetall oksiderer raskt i luft, og danner en gulaktig film, der i tillegg til SrO-oksid, SrO 2-peroksid og Sr 3 N 2-nitrid alltid er tilstede. Når den varmes opp i luft, antennes den; pulverisert strontium i luft er utsatt for selvantennelse.

Reagerer kraftig med ikke-metaller - svovel, fosfor, halogener. Samvirker med hydrogen (over 200 o C), nitrogen (over 400 o C). Reagerer praktisk talt ikke med alkalier.

Ved høye temperaturer reagerer den med CO 2 og danner et karbid:

5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO

Lettløselige salter av strontium med anioner Cl-, I-, NO 3-. Salter med anioner F -, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3- er tungt løselige.

De viktigste bruksområdene for strontium og dets kjemiske forbindelser er radio-elektronisk industri, pyroteknikk, metallurgi og næringsmiddelindustrien.

Strontium brukes til legering av kobber og noen av dets legeringer, for innføring i batteriblylegeringer, for avsvovling av støpejern, kobber og stål.

Strontium med en renhet på 99,99-99,999 % brukes til å redusere uran.

Magnetisk harde strontiumferritter er mye brukt som materialer for produksjon av permanente magneter.

Lenge før oppdagelsen av strontium ble dets udekrypterte forbindelser brukt i pyroteknikk for å produsere røde lys. Frem til midten av 40-tallet av 1900-tallet var strontium først og fremst metallet til fyrverkeri, moro og honnør. Magnesium-strontiumlegeringen har de sterkeste pyrofore egenskapene og brukes i pyroteknikk til brann- og signalsammensetninger.

Radioactive 90 Sr (halveringstid 28,9 år) brukes til produksjon av radioisotopstrømkilder i form av strontiumtitanat (tetthet 4,8 g/cm³, energifrigjøring ca. 0,54 W/cm³).

Strontiumuranat spiller en viktig rolle i produksjonen av hydrogen (strontium-uranatsyklus, Los Alamos, USA) ved den termokjemiske metoden (atomisk hydrogenenergi), og spesielt utvikles metoder for direkte fisjon av urankjerner i sammensetningen av strontiumuranat for å produsere varme under dekomponering av vann til hydrogen og oksygen.

Strontiumoksid brukes som en komponent i superledende keramikk.

Strontiumfluorid brukes som en komponent i faststoff-fluorbatterier med enorm energikapasitet og energitetthet.

Legeringer av strontium med tinn og bly brukes til nedstøping av batteriledere. Strontium-kadmium legeringer for anoder av galvaniske celler.

Metallet brukes i glasurer og emaljer for belegg av tallerkener. Strontiumglasurer er ikke bare ufarlige, men også rimelige (strontiumkarbonat SrCO 3 er 3,5 ganger billigere enn rødt bly). Alle positive egenskaper blyglasurer er også karakteristiske for dem. Dessuten får produkter belagt med slike glasurer ekstra hardhet, varmebestandighet og kjemisk motstand.

Strontium er et aktivt metall. Dette forhindrer den brede anvendelsen innen teknologi. Men på den annen side gjør den høye kjemiske aktiviteten til strontium det mulig å bruke det i visse områder av nasjonaløkonomien. Spesielt brukes det til smelting av kobber og bronse - strontium binder svovel, fosfor, karbon og øker fluiditeten til slaggen. Dermed bidrar strontium til rensing av metallet fra en rekke urenheter. I tillegg øker tilsetningen av strontium hardheten til kobber, nesten uten å redusere dens elektriske ledningsevne. Strontium introduseres i elektriske vakuumrør for å absorbere gjenværende oksygen og nitrogen, for å gjøre vakuumet dypere.

Salter og forbindelser av strontium har lav toksisitet; når man arbeider med dem, bør man være veiledet av sikkerhetsforskriftene med salter av alkali- og jordalkalimetaller.

Man bør ikke forveksle effekten på menneskekroppen av naturlige (ikke-radioaktive, lavtoksiske, og dessuten mye brukt for behandling av osteoporose) og radioaktive isotoper av strontium. Strontiumisotopen 90 Sr er radioaktiv med en halveringstid på 28,9 år. 90 Sr gjennomgår β-forfall, og blir til radioaktivt 90 Y (halveringstid 64 timer) Det fullstendige forfallet av strontium-90 som har kommet inn i miljøet vil skje først etter noen hundre år. 90 Sr dannes under atomeksplosjoner og utslipp fra atomkraftverk.

Radioaktivt strontium har nesten alltid en negativ effekt på menneskekroppen:

1. Det avsettes i skjelettet (bein), påvirker beinvevet og benmargen, noe som fører til utvikling av strålesyke, svulster i hematopoietisk vev og bein.

2. Forårsaker leukemi og ondartede svulster (kreft) i bein, samt skade på lever og hjerne.

Strontium akkumuleres i høy hastighet i kroppen til barn opp til fire år, når det er en aktiv dannelse av beinvev. Utveksling av strontium endringer i noen sykdommer i fordøyelsessystemet og det kardiovaskulære systemet. Innkjøringsruter:

1. vann (maksimal tillatt konsentrasjon av strontium i vann i Russland er 8 mg / l, og i USA - 4 mg / l)
2. mat (tomater, rødbeter, dill, persille, reddik, reddik, løk, kål, bygg, rug, hvete)
3. intratrakealt inntak
4. gjennom huden (kutan)
5. innånding (gjennom luften)
6. fra planter eller gjennom dyr kan strontium-90 direkte passere inn i menneskekroppen.

Påvirkningen av ikke-radioaktivt strontium er ekstremt sjelden og bare når den utsettes for andre faktorer (kalsium- og vitamin D-mangel, underernæring, brudd på forholdet mellom sporstoffer som barium, molybden, selen, etc.). Da kan det gi "strontium-rakitt" og "urosykdom" hos barn - skader og misdannelser i leddene, veksthemming og andre lidelser.

Strontium-90.

En gang i miljøet er 90 Sr preget av evnen til å bli inkludert (hovedsakelig sammen med Ca) i de metabolske prosessene til planter, dyr og mennesker. Når man vurderer forurensning av biosfæren med 90 Sr, er det derfor vanlig å beregne forholdet 90 Sr/Ca i strontiumenheter (1 s.u. = 1 mikron μcurie 90 Sr per 1 g Ca). Når 90 Sr og Ca beveger seg langs biologiske kjeder og næringskjeder, forekommer Strontium-diskriminering, for det kvantitative uttrykket som "diskrimineringskoeffisienten" er funnet, forholdet mellom 90 Sr / Ca i neste ledd i den biologiske eller næringskjeden til samme verdi i forrige lenke. I det siste leddet i næringskjeden er konsentrasjonen av 90 Sr som regel mye lavere enn i den første.

Planter kan motta 90 Sr direkte fra direkte forurensning av bladene eller fra jorda gjennom røttene. Relativt mer 90 Sr akkumuleres av belgfrukter, rot- og knollvekster, mindre av korn, inkludert korn, og lin. Betydelig mindre 90 Sr akkumuleres i frø og frukt enn i andre organer (for eksempel er 90 Sr 10 ganger mer i hveteblader og stengler enn i korn). Hos dyr (kommer hovedsakelig med plantemat) og mennesker (kommer hovedsakelig med kumelk og fisk), akkumuleres 90 Sr hovedsakelig i beina. Mengden av 90 Sr-avsetning i kroppen til dyr og mennesker avhenger av individets alder, mengden innkommende radionuklid, veksthastigheten til nytt beinvev og andre. 90 Sr utgjør en stor fare for barn, i hvis kropp den kommer inn med melk og samler seg i raskt voksende beinvev.

For mennesker er halveringstiden for strontium-90 90-154 dager.

Konklusjonen i 1963 i Moskva av traktaten om forbud mot tester av atomvåpen i atmosfæren, verdensrommet og under vann førte til nesten fullstendig utløsning av atmosfæren fra 90 Sr og en nedgang i dens mobile former i jorda.

Etter ulykken ved atomkraftverket i Tsjernobyl var hele territoriet med betydelig forurensning med strontium-90 innenfor en 30-kilometers sone. En stor mengde strontium-90 kom inn i vannforekomster, men konsentrasjonen i elvevann overskred aldri den maksimale tillatte drikkevannet (bortsett fra Pripyat-elven tidlig i mai 1986 i dens nedre del).

Under ulykken ved atomkraftverket i Tsjernobyl kom relativt lite av det inn i miljøet - det totale utslippet er beregnet til 0,22 MKi. Historisk sett har det blitt viet mye oppmerksomhet til denne radionukliden i strålehygiene. Det er flere grunner til dette. For det første står strontium-90 for en betydelig del av aktiviteten i blandingen av produkter fra en atomeksplosjon: 35 % av den totale aktiviteten umiddelbart etter eksplosjonen og 25 % etter 15-20 år, og for det andre atomulykker ved Mayak. Produksjonsforeningen i Sør-Ural i 1957 og 1967, da en betydelig mengde strontium-90 ble sluppet ut i miljøet.

Strontium- et element i hovedundergruppen til den andre gruppen, den femte perioden av det periodiske systemet av kjemiske elementer av D. I. Mendeleev, med atomnummer 38. Det er betegnet med symbolet Sr (lat. Strontium). Det enkle stoffet strontium er et mykt, formbart og formbart jordalkalimetall med en sølvhvit farge. Den har høy kjemisk aktivitet, i luft reagerer den raskt med fuktighet og oksygen, og blir dekket med en gul oksidfilm.

I 1764 ble det funnet et mineral i en blygruve nær den skotske landsbyen Strontian, som de kalte strontianitt. Lenge ble det ansett som en variasjon av fluoritt CaF2 eller witherite BaCO3, men i 1790 analyserte de engelske mineralogene Crawford og Cruikshank dette mineralet og fant ut at det inneholdt en ny "jord", og i dagens språk, oksid.

Uavhengig av dem ble det samme mineralet studert av en annen engelsk kjemiker, Hope. Etter å ha kommet til de samme resultatene, kunngjorde han at det er et nytt grunnstoff i strontianitt - metallet strontium.

Tilsynelatende var oppdagelsen allerede "i luften", fordi nesten samtidig kunngjorde den fremtredende tyske kjemikeren Klaproth oppdagelsen av en ny "jord".

I de samme årene kom også den kjente russiske kjemikeren, akademiker Toviy Egorovich Lovitz, over spor av «strontiumjord». Han hadde lenge vært interessert i mineralet kjent som tung spar. I dette mineralet (sammensetningen er BaSO4) oppdaget Karl Scheele i 1774 oksidet til det nye grunnstoffet barium. Vi vet ikke hvorfor Lovitz ikke var likegyldig til tung sparring; det er bare kjent at forskeren, som oppdaget adsorpsjonsegenskapene til kull og gjorde mye mer innen generell og organisk kjemi, samlet prøver av dette mineralet. Men Lovitz var ikke bare en samler, han begynte snart å systematisk studere tung spar og kom i 1792 til den konklusjon at dette mineralet inneholdt en ukjent urenhet. Han klarte å trekke ut ganske mye fra samlingen sin - mer enn 100 g ny "jord" og fortsatte å utforske dens egenskaper. Resultatene av studien ble publisert i 1795.

Så, nesten samtidig, kom flere forskere i forskjellige land nær oppdagelsen av strontium. Men i sin elementære form ble den utpekt først i 1808.

Den fremragende vitenskapsmannen i sin tid, Humphry Davy, forsto allerede at grunnstoffet strontiumjord, tilsynelatende, må være et jordalkalimetall, og han oppnådde det ved elektrolyse, dvs. på samme måte som kalsium, magnesium, barium. Mer spesifikt ble verdens første metalliske strontium oppnådd ved elektrolyse av det fuktede hydroksydet. Strontiumet som ble frigjort ved katoden ble umiddelbart kombinert med kvikksølv og dannet et amalgam. Davy dekomponerte amalgamet ved oppvarming, og isolerte det rene metallet.

Send det gode arbeidet ditt i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være veldig takknemlige for deg.

postet på http:// www. alt best. no/

Introduksjon

5. Prøvetakingsmetoder

Tilbud

Introduksjon

Veldig farlig utsikt innvirkning på biosfæren er stråling. Denne typen miljøforurensning dukket opp først på begynnelsen av det 20. århundre, siden oppdagelsen av fenomenet radioaktivitet og forsøk på å bruke radioaktive elementer i vitenskap og teknologi. Kjente typer radioaktive transformasjoner er ledsaget av forskjellige strålinger. Dette er a-stråler, bestående av heliumkjerner, b-stråler, som er en strøm av raske elektroner, og y-stråler, som har høy penetreringskraft. Fragmenter av kjernefysisk fisjon av uran, plutonium, cesium, barium, strontium, jod og andre radioaktive elementer har en sterk biologisk effekt.

Kombinasjonen av egenskapene til strontium-90 fører den, sammen med cesium-137 og radioaktive isotoper av jod, til kategorien de farligste og mest forferdelige radioaktive forurensningene. Stabile isotoper av strontium er ikke farlige i seg selv, men radioaktive isotoper av strontium er en stor fare for alt levende. Den radioaktive isotopen av strontium strontium-90 regnes for å være en av de mest forferdelige og farligste menneskeskapte radioaktive forurensningene. Dette skyldes først og fremst det faktum at den har en veldig kort halveringstid - 29 år, noe som forårsaker et veldig høyt aktivitetsnivå og kraftig stråling, og på den annen side dens evne til å bli effektivt metabolisert og inkludert i kroppens liv. Strontium er en nesten komplett kjemisk analog av kalsium, derfor, når det kommer inn i kroppen, avsettes det i alle kalsiumholdige vev og væsker - i bein og tenner, og gir effektiv strålingsskade på kroppsvev fra innsiden.

1. Generelle egenskaper av strontium

Strontium er et element i hovedundergruppen til den andre gruppen, den femte perioden av det periodiske systemet av kjemiske elementer av D. I. Mendeleev, med atomnummer 38. Det er betegnet med symbolet Sr (lat. Strontium). Det enkle stoffet strontium er et mykt, formbart og formbart jordalkalimetall med en sølvhvit farge. Den har høy kjemisk aktivitet, i luft reagerer den raskt med fuktighet og oksygen, og blir dekket med en gul oksidfilm. Strontium fikk navnet sitt fra mineralet strontianitt, funnet i 1787 i en blygruve nær Strontian (Skottland). I 1790 viste den engelske kjemikeren Crawford Ader (1748-1795) at strontianitt inneholder en ny, ennå ukjent "jord". Denne egenskapen til strontianitt ble også etablert av den tyske kjemikeren Martin Heinrich Klaproth (Klaproth Martin Heinrich) (1743-1817). Den engelske kjemikeren T. Hope (Hope T.) beviste i 1791 at strontianitt inneholder et nytt grunnstoff. Han skilte tydelig mellom forbindelsene av barium, strontium og kalsium, ved å bruke, blant andre metoder, den karakteristiske fargen på flammen: gulgrønn for barium, knallrød for strontium og oransje-rød for kalsium.

Uavhengig av vestlige vitenskapsmenn kom St. Petersburg-akademikeren Tobiash (Toviy Egorovich) Lovitz (1757-1804) i 1792, som undersøkte mineralet baritt, til den konklusjon at i tillegg til bariumoksid, var "strontiumjord" også til stede i den. som en urenhet. Han klarte å trekke ut mer enn 100 g ny "jord" fra tung spar og studerte dens egenskaper. Strontium ble først isolert i fri form av den engelske kjemikeren og fysikeren Humphry Davy i 1808. Strontiummetall ble oppnådd ved elektrolyse av dets fuktige hydroksyd. Strontiumet som ble frigjort ved katoden kombinert med kvikksølv, og dannet et amalgam. Davy dekomponerte amalgamet ved oppvarming, og isolerte det rene metallet.

Strontium er et mykt sølvhvitt metall, formbart og formbart, og kan enkelt kuttes med en kniv. Polymorfin - tre av modifikasjonene er kjent. Opp til 215 ° C er den kubiske ansiktssentrerte modifikasjonen (b-Sr) stabil, mellom 215 og 605 ° C - sekskantet (v-Sr), over 605 ° C - kubisk kroppssentrert modifikasjon (g-Sr). Smeltepunkt - 768 o C, Kokepunkt - 1390 o C.

Strontium i dets forbindelser viser alltid en +2 valens. Av egenskaper er strontium nær kalsium og barium, og opptar en mellomposisjon mellom dem. I den elektrokjemiske spenningsserien er strontium blant de mest aktive metallene (dets normale elektrodepotensial er ? 2,89 V. Det reagerer kraftig med vann og danner hydroksid:

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

Interagerer med syrer, fortrenger tungmetaller fra deres salter. Med konsentrerte syrer (H 2 SO 4 , HNO 3) reagerer svakt.

Strontiummetall oksiderer raskt i luft, og danner en gulaktig film, der i tillegg til SrO-oksid, SrO 2-peroksid og Sr 3 N 2-nitrid alltid er tilstede. Når den varmes opp i luft, antennes den; pulverisert strontium i luft er utsatt for selvantennelse.

Reagerer kraftig med ikke-metaller - svovel, fosfor, halogener. Samvirker med hydrogen (over 200 o C), nitrogen (over 400 o C). Reagerer praktisk talt ikke med alkalier.

Ved høye temperaturer reagerer den med CO2 og danner karbid:

5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO

Lettløselige salter av strontium med anioner Cl?, I?, NO 3?. Salter med anioner F?, SO42?, CO32?, PO43? lite løselig (Poluektov, 1978).

strontium radioaktiv forurensning

2. Hovedkilder til strontium i naturlige miljøer og levende organismer

Strontium er en integrert del av mikroorganismer, planter og dyr. Hos marine radiolarier består skjelettet av strontiumsulfat - celestine. Tang inneholder 26-140 mg strontium per 100 g tørrstoff, landplanter - ca 2,6, marine dyr - 2-50, landdyr - ca 1,4, bakterier - 0,27-30. Akkumulering av strontium av forskjellige organismer avhenger ikke bare av deres type og egenskaper, men også av forholdet mellom innholdet av strontium og andre elementer, hovedsakelig kalsium og fosfor, i miljøet.

Dyr får strontium med vann og mat. Noen stoffer, som algepolysakkarider, forstyrrer absorpsjonen av strontium. Strontium akkumuleres i beinvev, hvis aske inneholder omtrent 0,02% strontium (i andre vev - omtrent 0,0005%).

Som et resultat av kjernefysiske tester og ulykker ved atomkraftverk, et stort nummer av radioaktivt strontium-90, som har en halveringstid på 29,12 år. Inntil testing av atom- og hydrogenvåpen i tre miljøer ikke ble forbudt, vokste antallet ofre for radioaktivt strontium fra år til år.

Innen et år etter fullføringen av atmosfæriske atomeksplosjoner, som et resultat av selvrensing av atmosfæren, falt de fleste radioaktive produktene, inkludert strontium-90, ut av atmosfæren på jordoverflaten. Forurensning av det naturlige miljøet på grunn av fjerning av radioaktive produkter fra atomeksplosjoner fra stratosfæren, utført på planetens teststeder i 1954-1980, spiller nå en sekundær rolle, denne prosessens bidrag til forurensning atmosfærisk luft 90Sr er to størrelsesordener mindre enn fra vinddrevet støvstigning fra jord forurenset med kjernefysisk testing og som følge av stråleulykker.

Strontium-90, sammen med cesium-137, er de viktigste forurensende radionuklidene i Russland. Strålingssituasjonen er betydelig påvirket av tilstedeværelsen av forurensede soner som dukket opp som et resultat av ulykker ved atomkraftverket i Tsjernobyl i 1986 og ved Mayak Production Association i 1986. Chelyabinsk-regionen i 1957 ("Kyshtym-ulykken"), så vel som i nærheten av noen virksomheter i kjernefysisk brenselssyklus.

Nå har den gjennomsnittlige konsentrasjonen av 90Sr i luften utenfor territoriene som er forurenset som følge av Tsjernobyl- og Kyshtym-ulykkene nådd nivåene som ble observert før ulykken ved atomkraftverket i Tsjernobyl. De hydrologiske systemene knyttet til områdene som ble forurenset under disse ulykkene er betydelig påvirket av utvaskingen av strontium-90 fra jordoverflaten.

Når strontium kommer inn i jorda, sammen med løselige kalsiumforbindelser, kommer plantene inn. Mer enn andre akkumulerer 90Sr belgfrukter, røtter og knoller, mindre - korn, inkludert korn, og lin. Betydelig mindre 90Sr akkumuleres i frø og frukt enn i andre organer (for eksempel er 90Sr 10 ganger mer i blader og stengler av hvete enn i korn).

Fra planter kan strontium-90 passere direkte eller gjennom dyr inn i menneskekroppen. Hos menn akkumuleres strontium-90 i større grad enn hos kvinner. I de første månedene av et barns liv er avsetningen av strontium-90 en størrelsesorden høyere enn hos en voksen, den kommer inn i kroppen med melk og akkumuleres i raskt voksende beinvev.

Når det gjelder fysisk overflod i jordskorpen, inntar strontium 23. plass - massefraksjonen er 0,014% (i litosfæren - 0,045%). Molfraksjonen av metall i jordskorpen er 0,0029 %. Strontium finnes i sjøvann (8 mg/l) I naturen forekommer strontium som en blanding av 4 stabile isotoper 84Sr (0,56%), 86Sr (9,86%), 87Sr (7,02%), 88Sr (82, 56%) (Orlov, 2002).

3. Hygieniske parametere for bruk av strontium

Strontium absorberes dårlig i tarmkanalen, og det meste av metallet som kommer inn i kroppen skilles ut fra det. Strontium som er igjen i kroppen erstatter kalsium og akkumuleres i små mengder i beinene. Med en betydelig akkumulering av strontium er det en mulighet for å undertrykke prosessen med forkalkning av voksende bein og stoppe veksten. Ikke-radioaktivt strontium utgjør en risiko for menneskers helse, og mengden i produkter er underlagt FAO/WHO-kontroll (Kaplin, 2006).

Radionuklider som kommer inn i biosfæren forårsaker en rekke miljøkonsekvenser. Som følge av overflateavrenning kan radionuklider hope seg opp i fordypninger, fordypninger og andre akkumulerende relieffelementer. Nuklider kommer inn i planter og migrerer kraftig gjennom næringskjeder. Jordmikroorganismer akkumulerer radioaktive elementer, som er godt oppdaget ved autoradiografi. Basert på dette prinsippet utvikles metoder for å identifisere mikrobielle populasjoner for å diagnostisere geokjemiske provinser med høyt innhold av radionuklider.

Studiet av oppførselen til radionuklider er av særlig betydning i forbindelse med deres inntreden i kjeden "jord - plante - dyr - menneske". Artsforskjeller i innholdet av nuklider i planter skyldes arten av fordelingen av rotsystemer.

Når det gjelder omfanget av radionukliders tilstrømning til fytomassen, er plantesamfunnene ordnet i følgende rekkefølge: fjærgress-steppe > blågress-havre-eng > forb-gras-eng. Den maksimale akkumuleringen av radionuklider observeres i planter av kornfamilien, etterfulgt av forbs, og belgfrukter akkumulerer den minste mengden nuklider.

Strontium-90 absorberes lett av jord på grunn av kationutveksling eller fikseres av jordorganisk materiale for å danne uløselige forbindelser. Vanning og intensiv jordbearbeiding kan fremskynde prosessen med å vaske ned profilen. Fjerning av strontium-90 er også mulig overflatevann med påfølgende akkumulering i depresjoner (depresjoner) av lettelsen.

Som regel, i landbruksvekster, observeres maksimal akkumulering av strontium-90 i røttene, mindre - i bladene og ubetydelige mengder - i frukt og korn. Gjennom de trofiske kjedene overføres strontium-90 lett til dyr og mennesker, har en tendens til å samle seg i bein og forårsaker stor helseskade.

Maksimal tillatt konsentrasjon (MAC) av strontium-90 i luften i arbeidslokaler er 0,185 (Bq/l), i vannet i åpne reservoarer 18,5 (Bq/l). Tillatte nivåer av 90Sr i matvarer i samsvar med kravene i SanPiN 2.3.2.1078-01 er i korn, oster, fisk, frokostblandinger, mel, sukker, salt 100-140 (Bq / kg), kjøtt, grønnsaker, frukt, smør, brød, pasta - 50-80 (Bq / kg), vegetabilsk olje 50-80 (Bq / l), melk - 25, drikker vann- 8 (Bq/l) (Orlov, 2002).

4. Toksikologiske egenskaper av strontium

Salter og forbindelser av strontium er lite giftige stoffer, men med et overskudd av strontium påvirkes beinvev, lever og hjerne. Ved å være nær kalsium i kjemiske egenskaper, skiller strontium seg kraftig fra det i sin biologiske virkning. Overdreven innhold av dette elementet i jord, vann og matvarer forårsaker "Urov-sykdom" hos mennesker og dyr (oppkalt etter Urov-elven i Øst-Transbaikalia) - skade og deformitet av leddene, veksthemming og andre lidelser.

De radioaktive isotopene av strontium er spesielt farlige. Radioaktivt strontium er konsentrert i skjelettet og utsetter dermed kroppen for langvarige radioaktive effekter. Den biologiske effekten av 90Sr er relatert til arten av dens distribusjon i kroppen og avhenger av dosen av b-bestråling skapt av den og dens datter radioisotop 90Y. Ved langvarig inntak av 90Sr i kroppen, selv i relativt små mengder, som følge av kontinuerlig bestråling av beinvev, kan det utvikles leukemi og beinkreft. Det fullstendige forfallet av strontium-90, som har kommet inn i miljøet, vil skje først etter noen hundre år.

Det er lite informasjon om toksisiteten til Sr for planter, og planter varierer sterkt i toleranse for dette elementet. I følge Shaklett et al. er det toksiske nivået av Sr for planter 30 mg/kg aske (Kaplin, 2006; Kabata-Pendias, 1989).

5. Prøvetakingsmetoder

Prøvetaking er det første og ganske enkle, men samtidig et ansvarlig stadium av analysen. Det er flere krav til prøvetaking:

1. Prøvetaking skal være aseptisk og utføres ved hjelp av en steril prøvetaker i en steril beholder, som må være hermetisk forseglet for transport av prøven til laboratoriet.

2. Utvalget skal være representativt, d.v.s. ha et tilstrekkelig volum, hvis verdi bestemmes av kravene til innholdet i en bestemt mikroorganisme, og produseres på et sted som sikrer at prøven er tilstrekkelig til hele volumet til det analyserte objektet.

3. Prøven som tas skal behandles umiddelbart, dersom umiddelbar behandling ikke er mulig, oppbevares i kjøleskap.

For å oppnå reproduserbare resultater krever eksperimentet nøye oppmerksomhet på alle detaljer. En av feilkildene ved å bestemme Sr er prøvens heterogenitet og overflatens urepresentativitet. Hvis maling av en fast prøve (malmpulver, steiner, anrikningsprodukter, råblandinger, salter, etc.) når 100 mesh eller mindre, så kan slike prøver betraktes som ganske homogene på grunn av den høye penetreringskraften til hard stråling. For å redusere effekten av absorpsjon og eksitasjon, forvrengning av kalibreringskurvene, fortynnes den analyserte prøven med et stoff som er transparent for røntgenstråler (polystyren, borsyre stivelse, aluminiumhydroksid, vann, etc.). Fortynningsgraden bestemmes eksperimentelt. En pulverprøve med et jevnt fordelt fortynningsmiddel og en intern standard briketteres eller oppløses. Tykkelsen på briketten (tabletten) bør være stor nok (ca. 1-2 mm) slik at strålingsintensiteten til prøven ikke avhenger av størrelsen på prøven. Forberedte briketter (tabletter) er egnet for flere målinger. Teststoffet kan plasseres i pulverform direkte i kyvettene på instrumentet. Prøvepulveret kan plasseres i en pleksiglassholder og presses under en polymerfilm eller påføres en klebefilm (Orlov, 2002; Poluectov, 1978).

6. Analysemetoder for bestemmelse av strontium i prøver

Ved bestemmelse av Sr i naturlige og industrielle objekter har spektrale metoder funnet den største anvendelsen - emisjonsspektrografiske og flammefotometriske. Nylig har atomabsorpsjonsmetoden blitt mye brukt. Den fotometriske metoden, som krever foreløpig separasjon av strontium fra andre grunnstoffer, brukes relativt sjelden. Av samme grunn, og også på grunn av analysens varighet, brukes gravimetriske og titrimetriske metoder nesten aldri for tiden.

1. Gravimetriske metoder

Gravimetriske metoder brukes for å bestemme strontium i de fleste tilfeller etter dets separasjon fra andre jordalkalielementer.

2. Titrimetriske metoder

Den titrimetriske bestemmelsen av strontium kan gjøres etter at det har blitt separert fra alle eller de fleste av de forstyrrende elementene. Den kompleksometriske metoden har funnet størst fordeling.

3. Spektrofotometriske bestemmelsesmetoder

Disse metodene kan deles inn i direkte og indirekte. Direkte metoder er basert på dannelsen av fargede forbindelser ved virkningen av reagenser på strontiumioner. Ved indirekte metoder utfelles strontium i form av en tungtløselig forbindelse med et farget reagens tilstede i overskudd, bunnfallet separeres, og konsentrasjonen av strontium i prøven bestemmes av mengden ubundet reagens.

Eksempler på direkte bestemmelsesmetoder:

Bestemmelse av strontium med nitroortanil C (nitrochromazo) eller ortanil C. Interfererer med bestemmelsen av barium, bly (2), og gir en fargereaksjon med reagenset; zirkonium, titan, tallium og noen andre elementer fører til en kraftig undervurdering av resultatene. Sensitivitet? 0,05 mcg/ml.

Bestemmelse av strontium med dimetylsulfanazo III og dimetylsulfanazo

Elementene III-VI i gruppene deres bør fjernes. Mengden av ammoniumsalter og alkalimetaller bør ikke være mer enn 10 mg. Sulfater og fosfater forstyrrer hvis de er mer enn 0,03 mmol. Mange metaller forstyrrer bestemmelsen, inkludert Ca og Mg, hvis innholdet i prøven? 0,3 µmol og Cu(II) -0,25 µmol. Det er også mange andre restriksjoner.

Bestemmelse av strontium med karboksynitrase

Reaksjonen mellom strontium og karboksynitrase er en av de mest følsomme. Ved hjelp av denne reaksjonen bestemmes 0,08-0,6 μg/ml.

Indirekte metoder for bestemmelse av strontium

På grunn av deres lave selektivitet, brukes ikke indirekte metoder for øyeblikket, derfor vil bare følgende bli nevnt: 8-Oxyquinolin-metoden; metode ved bruk av picrolonsyre; bestemmelse av strontium ved bruk av kromat.

4. Elektrokjemiske metoder

Polarografisk metode

Bariumioner forstyrrer bestemmelsen av strontium (men dette kan elimineres ved å velge en passende bakgrunn, som er (C2H5) 4NBr i absolutt etanol). I nærvær av omtrent like konsentrasjoner av Mg og Ca, er bestemmelsen av Sr umulig. Det er nødvendig å først skille Ba, Ca, Na, K hvis konsentrasjonene deres betydelig overstiger konsentrasjonen av Sr.

Differensiell polarografisk metode

Det gjør det mulig å bestemme små mengder strontium i nærvær av store mengder Na og K. Sensitivitet - 0,0001 mol Sr / mol salt.

Inversjonspolarografi

Lar deg bestemme strontium i svært lave konsentrasjoner (10-5 - 10-9 M), hvis det først konsentreres i en dråpe kvikksølv ved elektrolyse, og deretter utsettes for anodisk oppløsning. Oscilloskopteknikken brukes. Gjennomsnittlig feil er 3-5%.

Konduktometrisk metode

Bestemmelsene utføres etter den foreløpige separasjonen av gruppen av elementer Li, K, Na, Ca og Ba, som er inkludert i de løselige salter av byggematerialer.

5. Spektralmetoder

Spektrografisk (gnist og bue) metode

De mest intense Sr-linjene ligger i det synlige området av spekteret: 4607,33; 4077.71 og 4215.52 A, de to sistnevnte er i området med cyanbånd. Derfor, når de brukes til analyse av en lysbue med karbonelektroder, er disse linjene mindre egnet. 4607.33 A-linjen er preget av sterk selvabsorpsjon, derfor anbefales det å bruke den når du kun bestemmer lave konsentrasjoner av Sr (under 0,1%). Ved høye konsentrasjoner brukes Sr-linjene 4811.88 og 4832.08 ?, samt 3464.46 A. bakgrunn. Bufferblandinger brukes til å stabilisere lysbuebrenningstemperaturen, eliminere påvirkningen av Ca, Mg, Na, og oppnå en høyere nøyaktighet ved å bestemme Sr. For å eliminere cyanidbåndene utføres bestemmelsen av Sr i argon eller prøvene omdannes til fluorforbindelser. Følsomheten for å bestemme Sr i buen er 5*10-5 - 1*10-4%, relativ feil bestemmelse på ±4-15% Bruk av en pulsert lysbueutladning med høy strøm i argon kan øke følsomheten til bestemmelsen av Sr (3 * 10-12 g) betydelig. Følsomheten for å bestemme Sr i en gnist er (1-5) * 10-4%. Bestemmelsesfeil ±4-6%. For å øke nøyaktigheten og den absolutte følsomheten til analysen, samt å eliminere påvirkningen av forstyrrende linjer av fremmede elementer, foreslås det å bruke et interferometer krysset med en spektrograf.

Flammeemisjonsfotometri

På grunn av sin enkelhet og pålitelighet, er den flammefotometriske metoden for bestemmelse av strontium mye brukt, spesielt i analyse av bergarter og mineraler, naturlig og avløpsvann, biologiske og andre materialer. Den er egnet for bestemmelse av både små og store innhold av grunnstoffet med tilstrekkelig høy nøyaktighet (1-2 rel.%) og følsomhet, og i de fleste tilfeller kan bestemmelsen av strontium utføres uten separasjon fra andre grunnstoffer. Den høyeste følsomheten oppnås ved bruk av utstyr med automatisk spektrumopptak og høytemperaturflammer. Den høyeste følsomheten oppnås med RF-plasma 0,00002 µg Sr/ml.

Med pulsmetoden for fordampning er den absolutte grensen for deteksjon av Sr 1*10-13-2*10-12 g (acetylen-nitrogenoksid blandingsflamme). Ved tilstrekkelig store mengder av prøven (~10 mg) synker den relative grensen for det bestemte strontiuminnholdet til 1*10-7 %, mens når prøveløsningen føres inn i flammen ved hjelp av en sprøyte, er den lik. til 3*10-5 %.

Atomabsorpsjonsspektrofotometri

Sr bestemmes ved å måle absorpsjonen av lys av atomene. Den mest brukte linjen er strontium 460.7 nm, med lavere følsomhet kan strontium bestemmes fra linjene 242.8; 256,9; 293,2; 689,3 nm. Ved bruk av høytemperaturflammer kan strontium også bestemmes fra 407.8 ionelinjen (ioneabsorpsjonsspektroskopi) Det er to typer interferens i denne analysemetoden. Den første typen interferens er assosiert med dannelsen av ikke-flyktige forbindelser og manifesterer seg i flammen av en blanding av acetylen med luft. Påvirkningen av Al-, Ti-, Zr-kationer og andre PO4- og SiO3-anioner observeres oftest. En annen type interferens skyldes ionisering av strontiumatomer, for eksempel på grunn av påvirkningen av Ca og Ba, en økning i atom absorpsjon fra tilstedeværelse av Na og K, etc. Deteksjonsfølsomhet for strontium 1 *10-4-4*10-12 g.

6. Aktiveringsmetode

Metoden for å bestemme aktiviteten til 87mSr har funnet den største fordelingen. I de fleste tilfeller gjøres bestemmelsen ved å måle aktiviteten etter radiokjemisk separasjon av Sr, som utføres ved bruk av utfelling, ekstraksjon og ionebyttemetoder.

Bruken av et høyoppløselig r-spektrometer gjør det mulig å øke nøyaktigheten til metoden og redusere antall separasjonsoperasjoner, siden det er mulig å bestemme Sr i nærvær av en rekke fremmede elementer. Deteksjonsfølsomheten til strontium er ca. 6*10-5 g/g.

7. Massespektrometrisk metode

Massespektroskopi brukes til å bestemme den isotopiske sammensetningen av strontium, kunnskapen om denne er nødvendig ved beregning av den geologiske alderen til prøver ved bruk av rubidium-strontium-metoden og ved bestemmelse av spormengder av strontium i forskjellige objekter ved bruk av isotopfortynningsmetoden. Den begrensende absolutte følsomheten for bestemmelsen av Sr ved vakuumgnistmassespektralmetoden er 9*10-11.

8. Røntgenfluorescensmetode

Røntgenfluorescerende metode for bestemmelse av strontium har nylig funnet økende bruk. Dens fordel er muligheten til å utføre analyse uten å ødelegge prøven og utførelseshastigheten (analysen varer 2–5 minutter). Metoden eliminerer påvirkningen av basen, dens reproduserbarhet er ± 2--5%. Følsomheten til metoden (1-1SG4 -- 1-10~3% Sr) er tilstrekkelig for de fleste formål.

XRF-metoden er basert på innsamling og påfølgende analyse av spekteret oppnådd ved å eksponere materialet som studeres for røntgenstråler. Når det bestråles, går atomet inn i en eksitert tilstand, ledsaget av ionisering av et visst nivå. Et atom forblir i en eksitert tilstand i ekstremt kort tid, omtrent ett 10-7 sekunder, hvoretter det går tilbake til en stille posisjon (grunntilstand). I dette tilfellet fyller elektroner fra de ytre skallene enten de dannede ledige plassene, og overskuddsenergien sendes ut i form av et foton, eller energien overføres til et annet elektron fra de ytre skallene (Auger-elektron). I dette tilfellet sender hvert atom ut et fotoelektron med en energi av en strengt definert verdi. Deretter bedømmes henholdsvis materiens struktur etter energien og antallet kvanter (Orlov, 2002; Poluektov, 1978).

7. Velge type indikator. Befolkningskarakteristikker som brukes til å vurdere tilstanden til befolkningen under påvirkning av strontium

Bioindikasjon (bioindikasjon) er påvisning og bestemmelse av miljømessig signifikante naturlige og menneskeskapte belastninger basert på reaksjonene fra levende organismer på dem direkte i deres habitat. Levende objekter (eller systemer) er celler, organismer, populasjoner, samfunn. De kan brukes til å evaluere både abiotiske faktorer (temperatur, fuktighet, surhet, saltholdighet, innhold av forurensende stoffer osv.) og biotiske faktorer (velvære til organismer, deres populasjoner og samfunn).

Det finnes flere ulike former for bioindikasjon. Hvis to identiske reaksjoner er forårsaket av forskjellige menneskeskapte faktorer, vil dette være en uspesifikk bioindikasjon. Hvis visse endringer kan assosieres med påvirkning av en faktor, kalles denne typen bioindikasjon spesifikk.

Bruk av biologiske metoder for å vurdere miljøet innebærer identifisering av dyre- eller plantearter som er følsomme for en eller annen type påvirkning. Organismer eller samfunn av organismer hvis vitale funksjoner er så nært korrelert med visse miljøfaktorer at de kan brukes til å evaluere dem, kalles bioindikatorer.

Typer bioindikatorer:

1. Sensitive. Reagerer raskt med et betydelig avvik av indikatorer fra normen. For eksempel kan avvik i oppførselen til dyr, i de fysiologiske reaksjonene til celler, oppdages nesten umiddelbart etter utbruddet av virkningen av den forstyrrende faktoren.

2. Akkumulerende. Akkumulerer effekter uten å manifestere forstyrrelser. For eksempel vil en skog i de innledende stadiene av forurensning eller tråkking være den samme når det gjelder hovedkarakteristika (artssammensetning, mangfold, overflod, etc.). Først etter en stund vil de begynne å forsvinne. sjeldne arter, vil det være en endring i de rådende formene, det totale antallet organismer vil endre seg osv. Dermed vil ikke skogsamfunnet som bioindikator umiddelbart oppdage miljøforstyrrelser.

En ideell biologisk indikator må oppfylle en rekke krav:

Være karakteristisk for gitte forhold, ha høy overflod i en gitt økotop;

Bo på dette stedet i en årrekke, noe som gjør det mulig å spore forurensningsdynamikken;

Vær under forhold som er praktiske for prøvetaking;

Være preget av en positiv korrelasjon mellom konsentrasjonen av forurensninger i indikatororganismen og studieobjektet;

Har høy toleranse for et bredt spekter av giftige stoffer;

Responsen til en bioindikator på en viss fysisk eller kjemisk effekt bør uttrykkes tydelig, det vil si spesifikt, enkelt å registrere visuelt eller ved hjelp av instrumenter;

Bioindikatoren bør brukes under de naturlige forholdene for dens eksistens;

Bioindikatoren bør ha en kort periode med ontogenese for å kunne spore faktorens påvirkning på etterfølgende generasjoner.

For å bioindikere radioaktiv forurensning av jord, er stillesittende jordinnbyggere med lang utviklingsperiode (meitemark, tusenbein, billelarver) mest praktiske.

Av stor betydning for å indikere selv relativt lave nivåer av jordforurensning med radionuklider er studiet av endringer i karakteristiske morfologiske karakterer hos jordarter av leddyr. Slike lidelser er oftere forårsaket av genmutasjoner forårsaket av strålingseksponering. I de uforurensede delene av området endres disse karakterene ubetydelig hos disse artene. De mest merkbare avvikene under forurensede forhold inkluderer endringer i fordelingen av bust på kroppen av springtails, bentiske, tohalede, busthaler, tusenbein.

En god indikator på vannforurensning fra radionuklider er bløtdyr i innsjøer og dafniakreps, som kan anbefales som testobjekter for denne typen forurensning. Reaksjonen av bløtdyr til et økt innhold av radionuklider i reservoaret ble uttrykt i en endring i fargen på kroppen og skallet, morfometriske parametere, hemming av generativ og plastisk metabolisme, og et brudd på reaksjonen til embryoer til de klimatiske forholdene til sesongen. Hos dafnier i forurensede reservoarer ble det observert død av enkelte individer i befolkningen, en økning i fruktbarhet og kroppsstørrelse.

I akvatiske økosystemer er vannplanter også en pålitelig bioindikator for strålingssituasjonen. Spesielt kanadisk elodea eller vannpest, som utvikler seg godt i ferskvann og brakkvann, akkumulerer intensivt radionuklider 90Sr, 137Cs, som ikke oppdages ved standard strålingsovervåking av vann. Denne typen kan brukes mye i sedimenteringstanker for avløpsvannbehandling fra radionuklider.

I terrestriske økosystemer inkluderer gode indikatorer som akkumulerer radionuklider, spesielt 90Sr, spagnummoser, furu- og grannåler, dioica brennesle, hovnesle, vanlig malurt, rosa kløver, krypende kløver, timoteeng, hardtrå, muserter, hønseblad, Mai liljekonvall, elv gravilate, cocksfoot, sofa gress, etc. Ettersom disse plantene akkumulerer radionuklider, reduseres innholdet av mangan i asken deres med 3-10 ganger (Turovtsev, 2004).

8. Toksikologiske metoder for å vurdere virkningen av dagens strontiumdose på biotakomponenter

Biotesting er en av forskningsmetodene innen biologisk overvåking, som brukes for å bestemme graden av skadevirkning. kjemiske substanser potensielt farlig for levende organismer under kontrollerte eksperimentelle laboratorie- eller feltforhold ved å registrere endringer i biologisk signifikante indikatorer (testfunksjoner) for testobjektene som studeres, etterfulgt av en vurdering av deres tilstand i samsvar med det valgte toksisitetskriteriet.

Formålet med biotesting er å identifisere graden og arten av toksisiteten til vann som er forurenset med biologisk farlige stoffer på hydrobionter og å vurdere mulig fare ved dette vannet for vannlevende og andre organismer.

Som objekter for biotesting brukes ulike testorganismer - eksperimentelle biologiske objekter utsatt for bestemte doser eller konsentrasjoner av giftstoffer som forårsaker en eller annen toksisk effekt i dem, som registreres og evalueres i forsøket. Disse kan være bakterier, alger, virvelløse dyr, og også virveldyr.

For garantert påvisning av tilstedeværelsen av et giftig middel med ukjent kjemisk sammensetning, bør det brukes et sett med gjenstander som representerer forskjellige samfunnsgrupper, hvis tilstand vurderes av parametere relatert til forskjellige integritetsnivåer.

En biotest forstås som en vurdering (test) under strengt definerte forhold av virkningen av et stoff eller et kompleks av stoffer på levende organismer ved å registrere endringer i en eller annen biologisk (eller fysiologisk-biokjemisk) indikator for objektet som studeres sammenlignet med kontrollen. Hovedkravet for biotester er følsomhet og responshastighet, en klar respons på ytre påvirkninger. Det er akutte og kroniske biotester. De førstnevnte er utformet for å skaffe uttrykkelig informasjon om teststoffets toksisitet for en gitt testorganisme, sistnevnte for å identifisere langtidseffekten av giftstoffer, spesielt lave og ultralave konsentrasjoner (Turovtsev, 2004).

Egen erfaring

Tema: Bestemmelse av territoriets økologiske status for innholdet av strontium

Formål: identifisering av ugunstige områder i studieregionen og differensiering av estimater for deres forurensning med strontium

Metodikk: Metoden utføres ved biotesting og inkluderer prøvetaking av bioindikatorer, tørking av dem til en konstant vekt, isolering av gjennomsnittsprøven, bestemmelse av det totale strontiuminnholdet i den, sammenligning av de oppnådde verdiene med de etablerte dataene, utover hvilke de økologiske status for territoriet bestemmes, mens som bioindikatorer, stiklinger av ville planter av eng-steppe vegetasjon eller monokulturer av ettårige og flerårige landbruksplanter brukes, utføres prøvetaking under blomstringsfenofasen ved fullstendig klipping av vegetasjon fra 1 m 2 av sistnevnte i en mengde lik 1 prøve per 1000-5000 ha for territoriet til en stor region, og for lokal agrocenose i mengden 1 prøve per 100 ha, mens isoleringen av strontium fra gjennomsnittsprøven utføres med konsentrert salpetersyre syre, etterfulgt av dens bestemmelse i ekstraktet ved atomadsorpsjon, og sammenligningen av de oppnådde verdiene utføres med bakgrunnsinnholdet av strontium i lufttørking oh masse middels stiklinger av vill vegetasjon. For å sammenligne dataene som er oppnådd, brukes verdiene av bakgrunnsinnholdet av strontium i den lufttørre massen av gjennomsnittlige kutt av vill vegetasjon i området fra 20 til 500 mg/kg.

Fremdrift av arbeidet: For biotesting av Vargashinsky-distriktet i Kurgan-regionen med et areal på 10 000 hektar, velger vi 10 prøver av middels kutt av ville arter av eng-steppevegetasjon. For å gjøre dette velger vi 10 prøvetakingssteder jevnt over distriktets territorium under fenofasen med blomstring av vegetasjon. Vi pålegger en ramme på 1x1 m på vegetasjonen og fikser stedet avhengig av tettheten til urten, men på en slik måte at volumet av plantemassen fra hvert sted er minst 1 kg. Den bakkede delen av gressdekket innenfor rammen kuttes fullstendig av med en kniv eller annet egnet verktøy. Klippehøyden på planter er minst 3 cm fra jordoverflaten. Planteprøver tørkes til lufttørr tilstand i en ovn i 3 timer ved en temperatur på 105°C, avkjøles deretter i en eksikkator og veies. Gjenta tørking i 1 time og påfølgende veiing til en konstant vekt er nådd (vektforskjellen i to påfølgende veiinger bør ikke være mer enn 0,1 % av den opprinnelige prøvevekten). Den tørkede prøven knuses foreløpig og en gjennomsnittsprøve som veier minst 200 g tas ved kvartdeling Strontium isoleres som følger. Vi velger en veid porsjon på 1 g fra en tørket kvartprøve og maler den i en IKA All basic laboratoriekvern med en hastighet på 25 000 rpm til en partikkelstørrelse på 0,001-0,1 mm. Fra den knuste massen på en analytisk vekt tar vi en prøve på 100 mg, som legges i et 50 ml polyetylen konisk reagensglass (type Rustech) og fylles med 1 ml konsentrert salpetersyre. I dette skjemaet oppbevares den analyserte prøven i minst 1 time. Deretter bringes volumet med destillert vann til 50 ml; bunnfallet filtreres fra, og ekstraktet analyseres for innhold av brutto strontium ved metoden for atomadsorpsjon på et atomspektrofotometer "AAS Kvant Z.ETA". Hvis det er 10 analyserte prøver, beregnes gjennomsnittet av måleresultatene.

I følge resultatene av studien kan det sies at de viktigste kildene til strontium (for det meste dets oksid) er industrielt avløpsvann fra ulike industrier, i landbruksproduksjon - fosfor og fosforholdig gjødsel og melioranter. naturlig kilde er prosessen med forvitring av bergarter og mineraler.

Distribusjon, oppførsel og konsentrasjon av giftstoffet i naturlige miljøer avhenger av lettelsen (hellingen til området i området til industrisonen, samsvaret til underlaget for nedbrytning, etc.), klimatiske forhold (temperaturregimet til luft og jord, mengden nedbør per arealenhet , vindhastighet), den fysisk-kjemiske, biologiske og ernæringsmessige tilstanden til jordsmonn (tilstedeværelsen og forholdet mellom mikroorganismer og sopp, redoks- og syre-baseforhold, tilstedeværelsen av mineralernæringselementer, etc.), samt måtene å komme inn på (med konstante og midlertidige vannstrømmer, med nedbør fra atmosfæren, fordampning av mineralisert grunnvann) og andre faktorer.

Som et element i aktiv bioabsorpsjon og akkumulering, så vel som en analog av kalsium, går strontium lett inn i næringskjeder fra jorda til planter og dyreorganismer, og akkumuleres i visse organer og vev. I planter - i mekaniske vev av vegetative organer, hos dyr - i beinvev, nyrer og lever. Men avhengig av biologiske trekk organisme og miljøets egenskaper, akkumuleres grunnstoffet i forskjellige mengder og skilles ut med forskjellige hastigheter.

Strontium hemmer utviklingen av mikroorganismer, plasserer de fleste av dem i motstandssonen, forstyrrer veksten og den vitale aktiviteten til sopp, virvelløse dyr og krepsdyr. Strontium radionuklid forårsaker mutasjoner på genetisk nivå, som deretter viser seg i morfologiske endringer.

Giftstoffet har høy migrasjonsevne, spesielt i et flytende medium (reservoarer, jordløsning, planteledende vev, galle og sirkulasjonssystem hos både mennesker og dyr). Men under visse jordøkologiske forhold feller det ut og akkumuleres.

Strontium hemmer inntrengningen av kalsium og til dels fosfor i levende organismer. Samtidig er strukturen av membraner og muskel- og skjelettsystemet, sammensetningen av blod, hjernevæske m.m.

Ved å undersøke de analytiske metodene for å bestemme giftstoffet i prøver, kan vi konkludere med at mange metoder er i stand til å konkurrere med røntgenfluorescensanalyse, og til og med overgå den i følsomhet, men sammen med dette har de noen ulemper. For eksempel: behovet for foreløpig separasjon, utfellingen av elementet som bestemmes, den forstyrrende påvirkningen av fremmede elementer, den betydelige påvirkningen av matrisesammensetningen, superposisjonen av spektrallinjer, lang prøveforberedelse og dårlig reproduserbarhet av resultatene, den høye kostnadene for utstyret og dets drift.

Også biologiske metoder testing er en gruppe svært sensitive analysemetoder og utmerker seg gunstig ved deres enkelhet, komparative upretensiøsitet til laboratorieforhold, lave kostnader og allsidighet.

Tilbud

I regioner med radioaktiv forurensning bør tiltak for å beskytte befolkningen være rettet mot:

Å redusere innholdet av radionuklider i plante- og dyremat ved hjelp av agro-gjenvinning og veterinærtiltak. Hos dyr behandlet med strontiumsorbenter (bariumsulfat, bentonitt og modifiserte preparater basert på dem), var det under Tsjernobyl-ulykken mulig å oppnå en 3-5 ganger reduksjon i avsetningen av radionuklider i beinvevet av dyr;

For teknologisk behandling av forurensede råvarer;

For kulinarisk behandling av matvarer, erstatning av forurensede matvarer med rene.

Når du arbeider med radioaktivt strontium, er det nødvendig å overholde sanitære regler og radioaktive sikkerhetsstandarder ved bruk av spesielle beskyttelsestiltak i samsvar med arbeidsklassen.

For å forhindre konsekvensene av eksponering, bør det rettes mye oppmerksomhet mot å øke motstanden til ofrenes kropp (rasjonell ernæring, sunn livsstil liv, sport osv.).

Studiet og reguleringen av inntak og akkumulering av strontium i elementene i økosystemene er et kompleks av komplekse arbeidsintensive og energikrevende tiltak for laboratorie- og feltforskning. Derfor er den beste måten å forhindre at et giftig stoff kommer inn i landskap og organismer, overvåking i området for miljøfarlige gjenstander - kilder til forurensning.

Liste over brukt litteratur

1. Isidorov V.A., Introduksjon til kjemisk økotoksikologi: Opplæringen. - St. Petersburg: Himizdat, 1999. - 144 s.: ill.

2. Kaplin VG, Fundamentals of ecotoxicology: Lærebok. - M.: KolosS, 2006. - 232 s.: ill.

3. Kabata-Pendias A., Pendias X. Sporelementer i jord og planter: Pr. fra engelsk. - M.: Mir, 1989. - 439 s.: ill.

4. Orlov D.S., Økologi og beskyttelse av biosfæren ved kjemisk forurensning: Lærebok for kjemisk, kjemisk-teknologisk. og biol. spesialist. universiteter / D.S. Orlov, L.K. Sadovnikova, I.N. Lozanovskaya.- M.: Høyere. skole, - 2002. - 334 s.: ill.

5. Poluectov N.S., Mishchenko V.T., Analytisk kjemi av strontium: Lærebok. - M.: Nauka, 1978.- 223 s.

6. V.D. Turovtsev V.D., Krasnov V.S., Bioindikasjon: Lærebok. - Tver: Tver. stat un-t, 2004. - 260 s.

Vert på Allbest.ru

Lignende dokumenter

Historien om oppdagelsen av strontium. Å finne i naturen. Innhenting av strontium ved den aluminotermiske metoden og lagring av det. fysiske egenskaper. Mekaniske egenskaper. Atomkarakteristikker. Kjemiske egenskaper. Teknologiske egenskaper. Bruksområder.

sammendrag, lagt til 30.09.2008


Cesium er et av de sjeldneste kjemiske grunnstoffene. Verdens produksjon av cesium og dets innhold i mikroorganismer. Naturlig cesium som et mononuklidelement. Strontium er en integrert del av mikroorganismer, planter og dyr. Innholdet av strontium i sjømat.

sammendrag, lagt til 20.12.2010


Studie av komplekser av vannløselige polymerer med forskjellige klasser av forbindelser. Egenskaper til løsninger av kationiske polymerer, trekk ved amfotere polyelektrolytter. Gjennomføring av en viskometrisk studie av kompleksdannelsen av EEACC/AA med et strontiumion.

semesteroppgave, lagt til 24.07.2010


Fordelingen av oksygen i naturen, dens egenskaper som et kjemisk element og et enkelt stoff. De fysiske egenskapene til oksygen, historien til dets oppdagelse, metoder for innsamling og produksjon i laboratoriet. Anvendelse og rolle i menneskekroppen.

presentasjon, lagt til 17.04.2011


Oppførsel av malmelementer under differensiering av magmatisk smelte. Metoder for bestemmelse av rubidium, strontium og niob, deres anvendelse. Røntgenfluorescensbestemmelse av sjeldne grunnstoffer, grunnleggende analyse. Matriseeffekter, standardbakgrunnsmetode.

semesteroppgave, lagt til 06.01.2009


Historien om oppdagelsen av klor som et kjemisk element, dets fordeling i naturen. Elektrisk ledningsevne av flytende klor. Anvendelser av klor: i produksjon av plastforbindelser, syntetisk gummi som et giftig stoff, for vanndesinfeksjon, i metallurgi.

presentasjon, lagt til 23.05.2012


Funksjoner av svovel som et kjemisk element i det periodiske systemet, dets utbredelse i naturen. Historien om oppdagelsen av dette elementet, en beskrivelse av dets hovedegenskaper. Spesifisitet av industriell produksjon og metoder for svovelutvinning. De viktigste svovelforbindelsene.

presentasjon, lagt til 25.12.2011


Historien om oppdagelsen av klor. Distribusjon i naturen: i form av forbindelser i sammensetningen av mineraler, hos mennesker og dyr. Grunnleggende parametere for elementisotoper. Fysiske og kjemiske egenskaper. Bruk av klor i industrien. Sikkerhetsteknikk.

presentasjon, lagt til 21.12.2010


Karakteristikker av brom som et kjemisk grunnstoff. Historie om oppdagelser, funn i naturen. Fysiske og kjemiske egenskaper til dette stoffet, dets interaksjon med metaller. Innhenting av brom og bruk i medisin. Dens biologiske rolle i kroppen.

presentasjon, lagt til 16.02.2014


Faselikevekter, syntesemåter og egenskaper til strontium, bariumholdige faste løsninger av sammensetning (Sr1-xBax) 4M2O9 (M-Nb, Ta) med perovskittstruktur. Karakterisering av utgangsmaterialer og deres fremstilling. Metoder for å beregne den elektroniske strukturen til faste stoffer.