İçme suyundaki mikro elementler baryum, lityum, bor. Giriş yolları ve potansiyel sağlık tehlikeleri. İçme suyundaki baryum baryumdan suyun arıtılması

Baryum, bir alkalin toprak metali olan D. Mendeleev'in PSE'sinin ikinci grubuna ait kimyasal bir elementtir. Baryum bileşikleri petrol, elektronik ve kağıt endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yoğunluğu 3,78 g/cu olan gümüşi beyaz bir metaldir. cm.Baryum doğada saf haliyle bulunmaz, elementin yer kabuğundaki içeriği %0,065'i geçmez. En yaygın bileşikler baryum sülfat ve baryum karbonattır.

Baryum suya doğal kaynaklardan girer; yalnızca küçük bir kısmı insan faaliyetlerine atfedilebilir. Aşağıdaki minerallerin bulunduğu bölgelerde büyük metal konsantrasyonları bulunur: Witherit, barit. Sudaki baryum içeriği 1 ila 20 mg/l arasında değişebilirken, maddenin izin verilen konsantrasyonu içme suyu Dünya Sağlık Örgütü standartlarına göre 0,7 mg/l'yi geçmemesi gerekirken, Rusya'da bu rakam 0,1 mg/l civarındadır. Bu sebeple sorunun suyun baryumdan arıtılmasışu tarihte değerlendiriliyor yüksek seviye. Baryumdan su arıtma sorunu, Federal Ajans ve Tarım Bakanlığı araştırma enstitüleri ve laboratuvarlarından uzmanlar tarafından ele alınmaktadır.

Sudaki baryum içeriği aynı zamanda sıvının özelliklerine, yani içindeki sülfatların varlığına da bağlıdır. Bilimsel olarak baryum sülfatın düşük orançözünürlük, bu nedenle, maddenin yüksek konsantrasyonunda, su 18 dereceye ısıtıldığında baryum çökelir. Yeterince rağmen kolay yol Baryumun sudan uzaklaştırılması ve doğadaki varlığı nedeniyle metalin insan vücudu üzerindeki etkisi yüksektir. İçme suyu yüksek içerik bu maddenin miktarında artışa yol açabilir tansiyon, kas zayıflığı, ağrı karın boşluğu. Bu nedenle suyun bu elementten arındırılması çok önemlidir.

Baryum hidroksit vardır Negatif etki Solunum yollarında, kornea ve ciltte dağlayıcı etki. Baryum klorür damar geçirgenliğini arttırır, bu da kanama ve ödeme neden olabilir, anemiye, lenfositoza ve lökopeniye neden olabilir. Baryum florür sinir tahrişine neden olabilir ve kasları etkileyebilir. Yüksek konsantrasyonda metal içeren su tüketen kişiler yukarıdaki etkilerin tümüne karşı hassastır, bu nedenle baryumdan su arıtma- biri önemli aşamalar temiz içme suyu üretimi.

Şu anda baryumdan suyu arıtmak için çeşitli teknolojiler var: ters ozmoz, iyon değişimi, elektrodiyaliz. Üretilen modern filtreler ters ozmoz teknolojisini kullanırken, endüstriyel ölçekli suyun baryumdan arıtılması elektrodiyaliz ve iyon değişimi ile gerçekleştirilir. Bugün ayrıca Vologda Devlet Teknik Üniversitesi'nden (Vologda İnsani ve Teknoloji Üniversitesi) uzmanlar tarafından geliştirilen nanoteknoloji de var, yeraltı suyunu demirden arındırarak suyu baryum iyonlarından arındırmayı mümkün kılıyor.

Bu tür su arıtma teknolojisi, sudaki yüksek konsantrasyonda sülfat ile suyu 18 dereceye kadar ısıtma yöntemini anımsatarak tortu oluşumuna neden olur. Üniversite uzmanları tarafından yürütülen araştırmalar, absorpsiyon işleminin, diğer bir deyişle sorbatın sorbent hacmi tarafından emilmesi işleminin şu amaçlarla kullanılabileceğini göstermektedir: suyun baryumdan arıtılması.

Baryumun vücuda alımından bahsederken, çoğunun gıdalardan geldiğini belirtmek gerekir. En büyük tehlike deniz ürünlerinde yatıyor Deniz yaşamı Büyük miktarda baryum bileşiğinin biriktiği yerlerin yakınında yaşamak. Zamanla deniz canlıları (balık, kalamar, istiridye) vücutlarında belirli miktarda metal biriktirir, ancak maddenin içeriği artabilir; bu doğrudan organizmanın yapısal özelliklerine ve kalıcı yaşam alanına bağlıdır. Bazı deniz bitkileri vücuttaki baryum konsantrasyonunu 1000 kat artırabilir. Bu tür ürünlerin tüketimi sağlık açısından tehlikelidir. 2-20 mg/litre aralığında baryum içeren en tehlikeli besinler arasında domates ve soya fasulyesi yer alıyor. Bu nedenle yukarıdaki ürünlerin sulanması ve satışı, denetim kuruluşlarının (Sıhhi ve Epidemiyolojik Hizmet, Sertifikasyon ve Standardizasyon Laboratuvarları) dikkatli kontrolü altında yapılmalıdır.

Elementlerden biri olan baryum periyodik tablo Mendeleev, 1774 yılında İsveçli ünlü kimyager ve eczacı Karl Scheele tarafından keşfedildi. Baryum, gümüşi beyaz renkli, yumuşak, hafif viskoz bir toprak alkali metaldir. Doğada saf haliyle bulmak imkansızdır, gerekirse silikatlar, karbonatlar, sülfatlar gibi bileşiklerden izole edilir; minerallerin yanı sıra çoğunlukla ağır spar (barit). Baryum ayrıca suda, canlı organizmalarda - hayvan dokularında, bazı bitkilerde - bulunur.

Vücuttaki baryumkişi

Baryum bizim için ne anlama geliyor, insan vücudunda nasıl bir rol oynuyor? Biyologlara göre yeterince araştırılmamış, hayati önemde bile sayılmıyor. önemli unsur. Ancak baryum üzerinde çalışılıyor ve yakında rolü hakkında daha fazla şey bilinecek. Bu arada bilim insanları onu bir grup toksik ultramikro element olarak sınıflandırdılar.

Sindirim sistemi hastalıkları durumunda bazı hastalıklar içtenlikle- dolaşım sistemi vücuttaki baryum içeriği azalır. İhmal edilebilir miktardaki baryumun bile düz kaslar üzerinde gözle görülür bir etkiye sahip olduğu kanıtlanmıştır - aslında baryum zehirlenmesi durumunda ciddi kas zayıflığı not edilir ve kas spazmları ortaya çıkar.

Her ne kadar baryumun rolü tam olarak anlaşılmamış olsa da, günlük doz Bir kişi için gerekli olan miktar belirlenir: 0,3 - 0,9 mg. Ayrıca baryumun rahatlatıcı etkisi her zaman zararlı değildir: Bilim adamları baryumun ana nörotransmitter olan asetilkolin ile aynı anda çalıştığını ve kalp kasının gevşemesine yardımcı olduğunu kanıtlamıştır.

Ürünlerdeki baryum

Baryum insan vücuduna su ve yiyecekle girer. Bazı deniz ürünleri, deniz suyundan onlarca kat daha fazlasını (deniz bitkileri - yüzlerce) içerir. Bitkilerdeki - soya fasulyesi, domates - baryum içeriği, üzerinde büyüdükleri topraktaki içerikten onlarca kat daha yüksek olabilir; Bazen içme suyunda çok fazla baryum bulunur, ancak bu sıklıkla olmaz; ve havada - oldukça fazla.

Aşırı baryum

Vücut ağırlığı yaklaşık 70 kg olan insan vücudu yaklaşık 20-22 mg baryum içerir. Bağırsaktaki çözünebilir baryum tuzları emilir. Büyük miktarlar; solunum organlarında 6-8 kat daha fazla olabilir. Baryum yalnızca kas dokusunda ve kanda bulunmaz; kemiklerde ve dişlerde de içeriği vücudun diğer dokularından daha yüksektir - neredeyse% 90. Vücuttaki baryum kalsiyum ile iyi etkileşime girer - ona yakın özelliklere sahip olduğu için kemiklerde yerini alabilir biyokimyasal özellikler. Ancak sürekli aşırı baryum arzı durumunda - örneğin, toprakta çok fazla varsa - kalsiyum metabolizmasında bir bozukluk meydana gelir ve bu, ciddi bir hastalığın - baryum hastalığının gelişmesine yol açabilir; Kemikleşme süreçlerinde yavaşlama ve kas-iskelet sisteminin hızlı aşınması ve yıpranması ile.

İÇİNDE insan vücudu Baryum beyinde, kaslarda, dalakta ve göz merceğinde bulunur.

200 mg'lık dozun insanlara zararlı olduğu tespit edilmiştir; Ölümcül dozla ilgili görüşler farklılık gösteriyor - 0,8 - 3,7 g arasında değişiyor, ilk rakamın daha doğru olma ihtimali var.

Baryum, kansere veya mutasyonlara neden olabilecek bir element olarak kabul edilmez, ancak tıpta X-ışını incelemeleri için kullanılan bir madde olan baryum sülfat hariç, bileşikleri insanlar için toksiktir.

Vücuttaki artan baryum seviyesi nöronları, kan hücrelerini, kalp dokularını ve diğer organları olumsuz etkiler.

Vücut fazla baryumu nasıl alır? Biyologlara göre bu, nasıl oluştuğunu belirtmese de "aşırı alım" olarak adlandırılıyor.Bunun endüstriyel ve evsel zehirlenme olabileceği varsayımı var.

Ahşap işlemede, böcek ilacı üretiminde kullanılan baryum florür - dolayısıyla tarım, ancak insanlar ve hayvanlar üzerinde zararlı etkileri olabilir, bu nedenle dikkatli bir çalışma gereklidir.

Araştırmaların da doğruladığı gibi, bölge sakinleri kırsal bölgeler zararlıları tedavi etmek için baryum bileşiklerinin kullanıldığı yerlerde daha sık lösemiden muzdariptir; Bazı kaplama malzemeleri (örneğin sıva) onlarla çalışan inşaatçılarda hastalığa neden olabilir.

Suda çözünebilen baryum tuzlarının da insanlar için tehlikeli olduğu düşünülmektedir - karbonatlar, sülfitler, klorürler, nitratlar; ancak baryum sülfatlar ve fosfatlar pratik olarak güvenlidir.

Baryum tuzları ile zehirlenme durumunda semptomlar belirgindir: ağızda yanma hissi, yemek borusu bölgesi, aşırı tükürük, bulantı, kusma, hazımsızlık, bağırsaklarda kolik. Yenilginin işaretleri gergin sistem: beyin aktivitesi bozuklukları, hareketlerin bozulmuş koordinasyonu, kulak çınlaması, baş dönmesi görünümü; kardiyovasküler sisteme zarar belirtileri: bradikardi, zayıf nabız, ekstrasistol; aşırı terleme- soğuk ter, soluk cilt.

Tehlikeli endüstrilerde çalışan işçiler arasında kronik zehirlenme meydana gelebilir; bu kadar şiddetli bir tezahürü yoktur. Baryum bileşikleri içeren tozu solurken, işçilerde zamanla pnömokonyoz gelişir - içlerinde fibrotik bir sürecin oluşmasıyla akciğerlerde hasar. İÇİNDE bağ dokusu Yara izleri ve kalınlaşma ortaya çıkar, kuru öksürük ile kendini gösteren ilerleyici nefes darlığı gelişir. İşaretler yavaş yavaş birleşiyor akciğer yetmezliği, değişiklikler yaşanıyor solunum sistemi ve diğer komplikasyonlar: bronşit, zatürre, tüberküloz.

EKOLOJİ FAKÜLTESİ KÜTÜPHANESİ
İçme suyundaki ağır metaller.
Ağır metallerle su kirliliği sorunları.

Alüminyum (Al)

Su arıtımı sırasında, teknolojik ihlaller sırasında endüstriyel atık su ile suya karışır. Merkezi sinir sisteminin bozulmasına neden olur. Alüminyumun nörotoksisitesi, belirli koşullar altında birikme yeteneği hakkında bilgiler vardır. sinir dokusu, karaciğer ve beynin hayati bölgeleri.

Baryum (Ba)

Doğada sadece bileşikler halinde bulunur. En yaygın baryum cevherleri barit (baryum sülfat) ve witherittir (baryum karbonat). Kısmi baryum girer çevreİnsan faaliyetinin bir sonucu olarak ortaya çıkar, ancak su için baryum kirliliğinin ana yolu doğaldır, doğal kaynaklardandır. Kural olarak yeraltı suyundaki baryum içeriği düşüktür.

Baryum içeren suyun uzun süreli tüketimi kan basıncını artırabilir. Baryum içeriği izin verilen maksimum konsantrasyonu önemli ölçüde aşan tek bir su tüketimi bile karın bölgesinde kas zayıflığına ve ağrıya neden olabilir.

Bor (B)

Bor içeren tortul kayaçlardan ve kalk-magnezyum-demir silikatlardan, tuz içeren birikintilerin alüminosilikatlarından oluşan kayaların yanı sıra, bor içeren volkanik kayalardan ve kilden suya girer. deniz suyu, cam, metalurji, mühendislik, tekstil, seramik, tabaklama endüstrilerinden ve deterjan içeren evsel atık sulardan kaynaklanan atık sularla, bor içeren gübrelerin toprağa verilmesinde ve bor içeren cevherlerin çıkarıldığı yerlerde.

Bor bitkilerde, özellikle sebze ve meyvelerde birikir.

Yüksek konsantrasyonlarda borun kısa süreli yutulması ile tahriş meydana gelir gastrointestinal sistem. Uzun süreli kullanımla sindirim süreçlerinin bozulması kronik hale gelir ve karaciğeri, böbrekleri ve merkezi sinir sistemini etkileyebilecek bor zehirlenmesi meydana gelir.

Mn - Manganez

Suda yaşayan hayvanların ve bitki organizmalarının ayrışması sırasında manganez içeren minerallerin sızması sonucu yüzey sularına karışır. Manganez bileşikleri kimya sanayi işletmelerinin atık suları ile su kütlelerine taşınmaktadır.

Mn ağır bir metaldir, içeriği yüksek olduğunda su sarımsı bir renk ve buruk bir tat kazanır.

Su kaynağında 0,1 mg/L'yi aşan seviyelerde manganez, dağıtım sisteminde birikintilerin birikmesine, sıhhi tesisat armatürlerinin ve çarşafların lekelenmesine ve içeceklerde kötü tatlara neden olabilir. Manganez, 0,02 mg/l'lik bir konsantrasyonda bile genellikle boruların üzerinde siyah bir kalıntı olarak pul pul dökülen bir film tabakası oluşturur.

Aynı zamanda içme suyunda manganez bulunması beyin ve kardiyovasküler sistemin işleyişi için gereklidir, ancak fazlalığı kemik ve hematopoietik sistem hastalıklarına neden olabilir ve insanlar üzerinde toksik ve/veya mutajenik etkiye neden olabilir.

Kurşun (Pb)

Atık sudaki varlığı, Pb'nin kirlendiğini veya su tedarik yapılarından Pb'nin migrasyonunu gösterir.

Merkezi ve periferik sinir sistemlerini olumsuz etkiler

Çinko (Zn)

Yüzey ve yeraltı sularında kuvvetli bir şekilde göç eder.

Vücudun günlük Zn ihtiyacı unlu mamuller, et, süt ve sebze tüketilerek karşılanır.

Çevre kadmiyumla kirlendiğinde çinko vücutta koruyucu bir rol oynar.

Vücuttaki çinko eksikliği cüceliğe ve cinsel gelişimin gecikmesine neden olur. Vücuda fazla miktarda girerse kanserojen etki yapar ve toksik etki kalpte, kanda, böbreklerde iştah kaybına, anemiye neden olabilir, alerjik hastalıklar, hiperaktivite, dermatit, kilo eksikliği, görme keskinliğinde azalma, saç dökülmesi, erkek çocuklarda cinsel gelişimde gecikme.

Baryum bir alkalin toprak metalidir ve Dünya'da saf haliyle bulunmaz. Bununla birlikte, bileşikleri baryum sülfat ve baryum karbonat yaygın olarak kullanılmaktadır. çeşitli türler endüstri.

Bu metal suya yer altı kaynaklarından girer; toprakta barit ve witherit minerallerinin oluştuğu yerlerde sudaki baryumun önemli bir konsantrasyonu bulunabilir.

Rusya'da izin verilen baryum değeri 0,1 mg/l'den fazla değildir; önemli ölçüde fazla olması durumunda vücut aşağıdaki risklerle karşı karşıyadır:

• Suda çok fazla baryum hidroksit bulunması halinde hava-solunum yollarının bozulması, gözlerin korneasında ve ciltte yanık etkisi.
• Geçirgenliğin bozulması sonucu kanama, ödem, anemi kan damarları baryum klorür içeriği aşıldığında.
• Sinir sisteminin tahrişi, olumsuz etki Baryum florüre maruz kaldığında kaslarda.

Baryum ayrıca vücuda deniz ürünleri, domates, soya fasulyesi gibi yiyeceklerle de girer. Bazı deniz bitkileri bu metalin konsantrasyonunu 1000 kat artırma kapasitesine sahiptir!

Baryumdan suyun arıtılmasına yönelik yöntemlerin geliştirilmesi, Rusya ve diğer ülkelerdeki çeşitli araştırma enstitülerinde ve laboratuvarlarda sürekli olarak yürütülmektedir.

Baryumun sudan uzaklaştırılması için yöntemler

Baryumun sudan uzaklaştırılması için aşağıdaki yöntemler iyi bilinmektedir:

• Elektrodiyaliz
• İyon değişimi
• Yeraltı suyunun demirden arıtılması
• Ters ozmoz yöntemi

Elektrodiyaliz sırasında su, zıt yüklü iyonların hareket etmesini sağlayacak şekilde bir elektrik potansiyeline maruz bırakılır. zıt yönler. Suyun baryumdan arıtılması, katyonların veya anyonların geçmesine izin veren, kaynak suyunu arıtılmış suya ve istenmeyen yabancı maddeler içeren bir çözeltiye bölen çok sayıda membran sayesinde gerçekleşir.

İyon değiştirme saflaştırması, kaynak suyunun iyon değiştirme reçinelerinden geçirilmesini içerir. Bu tür yüklemeler (katyon değiştiriciler ve anyon değiştiriciler), sudaki baryum iyonlarının safsızlıkları ile değiştirilen zayıf bağlı hidrojen veya hidroksil iyonlarından oluşur.

Yeraltı suyunu demirden arındırarak baryumun uzaklaştırılması için yakın zamanda geliştirilen bir yöntem, emme işlemine - sorbatın sorbent hacmine göre emilmesine - dayanmaktadır.

Sibirya Ekolojik Şirketi'nden uzmanlar, ters ozmoz üniteleri kullanılarak su arıtmanın gerçekleştiği ters ozmoz yöntemini önermektedir. Kaynak suyu, özel tasarımlı yarı geçirgen membranlara basınç altında beslenir.

Bu yöntemin avantajları şunları içerir:

• Demirden, tuzlardan, kokudan, renkten kapsamlı su arıtma
• Kaynak suyunun bileşimi değiştiğinde arıtılan suyun kalitesi sürekli olarak yüksek kalır
• Bakımı kolay, güvenilir ve çevre dostu (kimyasal madde kullanılmaz)
• Kompakt boyutlar

Daha detaylı bilgi Ters ozmoz yöntemi kullanılarak suyun baryumdan arıtılması üzerine. "Sibirya Ekolojik Şirketi" Rusya ve Kazakistan genelinde siparişleri kabul etmektedir. Uzmanlarımız ayrıca ekipman seçimi konusunda tavsiye ve yardım sağlamaya hazırdır.