Mikroelementi barij, litij, bor v pitni vodi. Poti njihovega vstopa in možne nevarnosti za zdravje. Čiščenje vode iz barija Barij v pitni vodi

Barij je kemijski element, ki spada v drugo skupino PSE D. Mendelejeva, zemeljsko alkalijske kovine. Barijeve spojine se pogosto uporabljajo v naftni, elektronski in papirni industriji. Je srebrno bela kovina z gostoto 3,78 g/cu. cm Barij v naravi ni v svoji čisti obliki, vsebnost elementa v zemeljski skorji ne presega 0,065%. Najpogostejši spojini sta barijev sulfat in barijev karbonat.

Barij pride v vodo iz naravnih virov, le majhen delež je mogoče pripisati človekovi dejavnosti. Velike koncentracije kovine najdemo na območjih, kjer se pojavljajo naslednji minerali: witherit, barit. Vsebnost barija v vodi je lahko od 1 do 20 mg/l, dovoljena koncentracija te snovi v pitna voda po standardih Svetovne zdravstvene organizacije ne sme presegati 0,7 mg/l, v Rusiji je ta številka okoli 0,1 mg/l. Iz tega razloga je vprašanje o čiščenje vode iz barija se obravnava pri visoka stopnja. S problemom čiščenja vode iz barija se ukvarjajo strokovnjaki raziskovalnih inštitutov in laboratorijev Zvezne agencije in Ministrstva za kmetijstvo.

Vsebnost barija v vodi je odvisna tudi od lastnosti tekočine, in sicer prisotnosti sulfatov v njej. Znanstveno gledano ima barijev sulfat nizka stopnja topnost, zato se pri visoki koncentraciji snovi, ko se voda segreje na 18 stopinj, barij obori. Kljub dovolj enostaven način odstranjevanje barija iz vode in njegova prisotnost v naravi je vpliv kovine na človeško telo velik. Pitna voda iz visoka vsebnost te snovi lahko poveča krvni pritisk, mišična oslabelost, bolečine v trebušna votlina. Zato je čiščenje vode iz tega elementa tako pomembno.

Barijev hidroksid ima Negativni vpliv na dihalnih poteh, kauterizirajoči učinek na roženico in kožo. Barijev klorid poveča vaskularno prepustnost, kar lahko povzroči krvavitev in edem, povzroči anemijo, limfocitozo in levkopenijo. Barijev fluorid lahko povzroči draženje živcev in vpliva na mišice. Ljudje, ki uživajo vodo z visokimi koncentracijami kovin, so torej dovzetni za vse naštete učinke čiščenje vode iz barija- eden od pomembne faze proizvodnja čiste pitne vode.

Trenutno obstaja več tehnologij za čiščenje vode iz barija: reverzna osmoza, ionska izmenjava, elektrodializa. Sodobni filtri proizvedeni uporabljajo tehnologijo reverzne osmoze, medtem ko v industrijsko merilo čiščenje vode iz barija izvajajo z elektrodializo in ionsko izmenjavo. Danes obstaja tudi nanotehnologija, ki so jo razvili strokovnjaki Vologdske državne tehnične univerze (Vologdska humanitarna in tehnološka univerza), omogoča čiščenje vode iz barijevih ionov s čiščenjem podzemne vode iz železa.

Tehnologija takšne obdelave vode nekoliko spominja na metodo segrevanja vode na 18 stopinj z visoko koncentracijo sulfatov v vodi, ki povzročajo nastanek usedlin. Raziskave, ki so jih izvedli univerzitetni strokovnjaki, kažejo, da lahko absorpcijski proces, z drugimi besedami, proces absorpcije sorbata z volumnom sorbenta, uporabimo za čiščenje vode iz barija.

Ko govorimo o vnosu barija v telo, je treba opozoriti, da ga večina prihaja s hrano. Največja nevarnost je v morski hrani in Morsko življenje, ki živi v bližini krajev, kjer se kopičijo velike količine barijevih spojin. Sčasoma morski prebivalci (ribe, lignji, ostrige) kopičijo v telesu določeno količino kovine, vendar se lahko vsebnost snovi poveča, kar je neposredno odvisno od strukturnih značilnosti organizma in njegovega stalnega habitata. Nekatere morske rastline lahko povečajo koncentracijo barija v telesu za 1000-krat. Uživanje takšnih izdelkov je nevarno za zdravje. Med najnevarnejša živila, ki vsebujejo barij v razponu od 2-20 mg/liter, so paradižnik in soja. Zato je treba zalivanje in prodajo zgoraj navedenih proizvodov izvajati pod budnim nadzorom inšpekcijskih organov (sanitarna in epidemiološka služba, certifikacijski in standardizacijski laboratoriji).

Barij, eden od elementov periodni sistem Mendelejeva, je leta 1774 odkril znani kemik in farmacevt Karl Scheele iz Švedske. Barij je zemeljskoalkalijska kovina, srebrno bele barve, mehka, rahlo viskozna. V naravi ga ni mogoče najti v čisti obliki, po potrebi je izoliran iz spojin - silikatov, karbonatov, sulfatov; pa tudi minerali, največkrat težki špat (barit). Barij najdemo tudi v vodi, v živih organizmih - živalskih tkivih, nekaterih rastlinah.

Barij v telesuoseba

Kaj nam pomeni barij, kakšno vlogo ima v človeškem telesu? Po mnenju biologov ni dovolj raziskana, sploh ne velja za vitalno pomemben element. Vendar pa barij preučujejo in verjetno bo kmalu znanega več o njegovi vlogi. Znanstveniki so ga medtem uvrstili v skupino toksičnih ultramikroelementov.

Pri boleznih prebavnega sistema, nekaterih boleznih prisrčno- žilni sistem vsebnost barija v telesu se zmanjša. Dokazano je, da že zanemarljive količine barija opazno vplivajo na gladke mišice – pri zastrupitvi z barijem se namreč pojavi huda mišična oslabelost in mišični krči.

In čeprav vloga barija ni popolnoma razumljena, dnevni odmerek zahtevana oseba je določena: 0,3 - 0,9 mg. Poleg tega sproščujoč učinek barija ni vedno škodljiv: znanstveniki so dokazali, da barij deluje sočasno z acetilholinom, ki je glavni nevrotransmiter, in pomaga sprostiti srčno mišico.

Barij v izdelkih

Barij vstopi v človeško telo z vodo in hrano. Nekateri morski sadeži vsebujejo desetkrat več (morske rastline - na stotine) več kot morska voda. Vsebnost barija v rastlinah – soji, paradižniku je lahko nekaj desetkrat višja od vsebnosti v tleh, na katerih rastejo; Včasih se zgodi, da je v pitni vodi veliko barija, vendar ne pogosto; in v zraku - kar nekaj.

Presežek barija

Človeško telo, katerega telesna teža je približno 70 kg, vsebuje približno 20-22 mg barija. Topne barijeve soli v črevesju se absorbirajo v velike količine; v dihalih ga je lahko 6-8-krat več. Barij najdemo ne samo v mišičnem tkivu in krvi - v kosteh in zobeh je njegova vsebnost višja kot v drugih tkivih telesa - skoraj 90%. Barij v telesu dobro sodeluje s kalcijem - lahko ga nadomesti v kosteh, saj ima lastnosti, ki so mu blizu biokemijske lastnosti. Toda v primeru stalne presežne zaloge barija - na primer, če ga je v tleh veliko - pride do motenj v presnovi kalcija, kar lahko privede do razvoja resne bolezni - barijeve bolezni, za katero je značilna z upočasnitvijo procesov okostenevanja in hitro obrabo mišično-skeletnega sistema.

IN Človeško telo Barij se nahaja v možganih, mišicah, vranici in očesni leči.

Ugotovljeno je bilo, da se odmerek 200 mg šteje za škodljivega za ljudi; Glede letalne doze so mnenja različna - giblje se od 0,8 - 3,7 g, obstaja možnost, da je prva številka natančnejša.

Barij ne velja za element, ki bi lahko povzročil raka ali mutacije, vendar so njegove spojine strupene za človeka, z izjemo snovi, ki se uporablja v medicini za rentgenske preiskave - barijev sulfat.

Povečana raven barija v telesu negativno vpliva na nevrone, krvne celice, tkiva srca in druge organe.

Kako telo dobi presežek barija? Po mnenju biologov gre za tako imenovani "presežni vnos" - čeprav ne navajajo, kako nastane, obstaja domneva, da gre lahko za industrijsko in gospodinjsko zastrupitev.

Barijev fluorid, ki se uporablja pri predelavi lesa, proizvodnji insekticidov - zato se uporablja v kmetijstvo, vendar ima lahko škodljive učinke na ljudi in živali, zato je potrebna skrbna študija.

Kot so potrdile študije, prebivalci podeželje pogosteje trpijo zaradi levkemije na mestih, kjer se barijeve spojine uporabljajo za zdravljenje škodljivcev; Nekatere vrste zaključnih materialov - na primer omet - lahko povzročijo bolezen pri gradbenikih, ki delajo z njimi.

Za človeka nevarne veljajo tudi vodotopne barijeve soli - karbonati, sulfidi, kloridi, nitrati; vendar so barijevi sulfati in fosfati praktično varni.

Pri zastrupitvi z barijevimi solmi so izraziti simptomi: pekoč občutek v ustih, predelu požiralnika, prekomerno slinjenje, slabost, bruhanje, dispepsija, črevesne kolike. Znaki poraza živčni sistem: motnje možganske aktivnosti, oslabljena koordinacija gibov, pojav tinitusa, omotica; znaki poškodbe srčno-žilnega sistema: bradikardija, šibek impulz, ekstrasistola; obilno znojenje- hladen znoj, bleda koža.

Kronična zastrupitev se lahko pojavi pri delavcih v nevarnih panogah, nima tako drastične manifestacije. Pri vdihavanju prahu, ki vsebuje barijeve spojine, sčasoma delavci razvijejo pnevmokoniozo - poškodbo pljuč z nastankom fibrotičnega procesa v njih. IN vezivnega tkiva Pojavijo se brazgotine in zadebelitve, razvije se progresivna kratka sapa, ki se kaže v suhem kašlju. Znaki se postopoma pridružijo pljučna odpoved, se dogajajo spremembe v dihalni trakt in drugi zapleti: bronhitis, pljučnica, tuberkuloza.

KNJIŽNICA FAKULTETE ZA EKOLOGIJO
Težke kovine v pitni vodi.
Problemi onesnaženosti vode s težkimi kovinami.

Aluminij (Al)

V vodo pride med čiščenjem vode, med tehnološkimi kršitvami, z industrijsko odpadno vodo. Povzroča motnje centralnega živčnega sistema. Obstajajo informacije o nevrotoksičnosti aluminija, njegovi sposobnosti kopičenja pod določenimi pogoji v živčnega tkiva, jetra in vitalna področja možganov.

Barij (Ba)

V naravi se pojavlja le v obliki spojin. Najpogostejši barijevi rudi sta barit (barijev sulfat) in witherit (barijev karbonat). Vstopi delno barij okolju kot posledica človekove dejavnosti, vendar je za vodo glavna pot onesnaženja z barijem naravna, iz naravnih virov. Vsebnost barija v podtalnici je praviloma nizka.

Dolgotrajno uživanje vode, ki vsebuje barij, lahko zviša krvni tlak. Že enkratno zaužitje vode, v kateri vsebnost barija znatno presega mejno dovoljeno koncentracijo, lahko povzroči mišično oslabelost in bolečine v predelu trebuha.

Bor (B)

V vodo pride iz sedimentnih kamnin, ki vsebujejo bor, in kamnin, sestavljenih iz apnenčevo-magnezijevo-železovih silikatov, aluminosilikatov solnih usedlin, pa tudi iz vulkanskih kamnin in glin, ki vsebujejo bor, sorbiran iz morska voda, z odpadno vodo iz steklarske, metalurške, inženirske, tekstilne, keramične, strojarske industrije in komunalno odpadno vodo, ki vsebuje detergente, pri vnašanju gnojil, ki vsebujejo bor, v tla in na mestih, kjer se izkopavajo rude, ki vsebujejo bor.

Bor se kopiči v rastlinah, predvsem v zelenjavi in ​​sadju.

Pri kratkotrajnem zaužitju bora v visokih koncentracijah pride do draženja prebavila. Pri dolgotrajni uporabi postanejo motnje prebavnih procesov kronične in pride do zastrupitve z borom, ki lahko prizadene jetra, ledvice in centralni živčni sistem.

Mn - mangan

V površinske vode pride kot posledica izpiranja mineralov, ki vsebujejo mangan, med razgradnjo vodnih živali in rastlinskih organizmov. Manganove spojine se prenašajo v vodna telesa z odpadno vodo podjetij kemične industrije.

Mn je težka kovina, z visoko vsebnostjo le-tega dobi voda rumenkasto barvo in trpek okus.

Pri ravneh v vodi, ki presegajo 0,1 mg/L, lahko mangan povzroči kopičenje usedlin v distribucijskem sistemu, madeže na vodovodnih inštalacijah in posteljnini ter povzroči neprijeten okus v pijačah. Že pri koncentraciji 0,02 mg/l mangan na ceveh pogosto tvori film, ki se lušči kot črn ostanek.

Hkrati je prisotnost mangana v pitni vodi nujna za delovanje možganov in srčno-žilnega sistema, vendar lahko njegov presežek povzroči bolezni kostnega in hematopoetskega sistema ter deluje toksično in/ali mutageno na človeka.

Svinec (Pb)

Njegova prisotnost v odpadni vodi kaže na njeno kontaminacijo ali migracijo Pb iz vodovodnih objektov.

Negativno vpliva na centralni in periferni živčni sistem

Cink (Zn)

Močno se seli v površinskih in podzemnih vodah.

Dnevno potrebo telesa po Zn pokrijemo z uživanjem pekovskih izdelkov, mesa, mleka in zelenjave.

Cink igra zaščitno vlogo v telesu, ko je okolje onesnaženo s kadmijem.

Pomanjkanje cinka v telesu vodi do pritlikavosti in zapoznelega spolnega razvoja. Če pride v telo čezmerne količine, rakotvorne učinke in toksični učinek na srce, kri, ledvice, lahko povzroči izgubo apetita, slabokrvnost, alergijske bolezni, hiperaktivnost, dermatitis, pomanjkanje telesne teže, zmanjšana ostrina vida, izpadanje las, zapozneli spolni razvoj pri dečkih.

Barij je zemeljsko alkalijska kovina in ga na Zemlji v čisti obliki ni. Vendar se njegove spojine, barijev sulfat in barijev karbonat, pogosto uporabljajo v različne vrste industrija.

Ta kovina vstopa v vodo iz podzemnih virov; znatna koncentracija barija v vodi je lahko vsebovana na mestih, kjer se v tleh pojavljata minerala barit in witherit.

V Rusiji dovoljena vrednost barija ne presega 0,1 mg / l, v primeru znatnega presežka pa je telo v nevarnosti:

• Motnje zračnega dihalnega trakta, opekline na roženici oči in kože, če je v vodi preveč barijevega hidroksida.
• Krvavitev, edem, anemija kot posledica motene prepustnosti krvne žile ko je presežena vsebnost barijevega klorida.
• Draženje živčnega sistema, negativen vpliv na mišicah, ko so izpostavljene barijevemu fluoridu.

Barij vstopi v telo tudi s hrano - morskimi sadeži, paradižnikom, sojo. Številne morske rastline so sposobne povečati koncentracijo te kovine za 1000-krat!

Razvoj metod za čiščenje vode iz barija se nenehno izvaja v različnih raziskovalnih inštitutih in laboratorijih v Rusiji in drugih državah.

Metode za odstranjevanje barija iz vode

Znane so naslednje metode za odstranjevanje barija iz vode:

• elektrodializa
• Ionska izmenjava
• Čiščenje podtalnice iz železa
• Metoda reverzne osmoze

Med elektrodializo je voda izpostavljena električnemu potencialu tako, da se nasprotno nabiti ioni premikajo nasprotne smeri. Čiščenje vode iz barija poteka zahvaljujoč številnim membranam, ki omogočajo prehod kationov ali anionov, ki delijo izvorno vodo na prečiščeno vodo in raztopino z neželenimi nečistočami.

Čiščenje z ionsko izmenjavo vključuje prehajanje izvirne vode skozi ionske izmenjevalne smole. Takšna obremenitev (kationski izmenjevalci in anionski izmenjevalci) je sestavljena iz šibko vezanih vodikovih ali hidroksilnih ionov, ki jih v vodi nadomestijo primesi barijevih ionov.

Nedavno razvita metoda za odstranjevanje barija s čiščenjem podzemne vode iz železa temelji na procesu absorpcije - absorpcije sorbata z volumnom sorbenta.

Strokovnjaki Sibirskega ekološkega podjetja priporočajo metodo reverzne osmoze, pri kateri čiščenje vode poteka z enotami reverzne osmoze. Izvorna voda se pod pritiskom dovaja do polprepustnih membran posebne izvedbe.

Prednosti te metode vključujejo:

• Celovito čiščenje vode od železa, soli, vonja, barve
• Ko se sestava izvorne vode spremeni, ostane kakovost prečiščene vode stalno visoka
• Enostaven za vzdrževanje, zanesljiv in okolju prijazen (brez kemikalij)
• Kompaktne dimenzije

več podrobne informacije o čiščenju vode iz barija z metodo reverzne osmoze. "Sibirsko ekološko podjetje" sprejema naročila po vsej Rusiji in Kazahstanu. Naši strokovnjaki so pripravljeni tudi svetovati in pomagati pri izbiri opreme.