Очистка и обеззараживание подземных вод в нецентрализованных системах водоснабжения. Воздействие бария и его соединений на организм Превышение бария в питьевой воде

Описание

Барий – щелочноземельный металл. Соединения бария распростанённо используются в нефтяной, электронной, бумажной промышленности. Этот элемент представляет собой серебристо-белый металл плотностью 3,78 г/ куб. см. В природе в чистом виде барий не встречается. Наиболее встречающимися соединениями являются сульфат бария и бария карбонат. В воду барий попадает из природных источников, лишь малую долю можно отнести к деятельности человека. Большая концентрация металла обнаруживается в районах, где залегают такие минералы, как витерит, барит. Содержание бария в воде может составлять от 1 до 20 мг/л, тогда как допустимая концентрация вещества в питьевой воде согласно нормам Всемирной Организации Здравоохранения не должна превышать 0,7 мг/л, в России данный показатель находится на отметке 0,1 мг/л. Поэтому вопросы о содержании бария в питьевой воде и очистке воды от этого элемента являются важными. Воздействие металла на здоровье человека высоко. Употребление воды с большим содержанием данного вещества может привести к повышению кровяного давления, проявлению мышечной слабости, болям в брюшной полости. Поэтому так важна очистка воды от этого элемента.

Получение результатов

Результаты исследований можно получить одним из представленных ниже вариантов:

• в «личном кабинете» на сайте www.сайт;
• по электронной почте, указанной в заявке при сдаче проб в лабораторию;
• в офисе лаборатории;
• доставка курьером (дополнительная оплата);
• доставка курьерской службой (дополнительная оплата);
• получить результат можно на английском языке (перевод оплачивается дополнительно).

Результаты анализов доступны для получения любым указанным способом только с момента полной готовности всех заказанных лабораторных исследований

Лаб24 - новейшие технологии для объективных результатов

Компания «Лаб24», аккредитованная в Федеральной службе по аккредитации «Росаккредитация» имеет широкую область компетенций, что позволяет комплексно решать задачи, связанные с оценкой и анализом исследуемых объектов. Современное оборудование, а так же использование передовых методик, способные обеспечивать низкие пределы обнаружения, выдающееся качество данных и беспрецедентное обслуживание клиентов, является основополагающими принципами работы нашей компании. Наша миссия - предоставить аналитические услуги высшего качества, чтобы удовлетворить потребностям наших клиентов. Наша работа направлена на улучшение экологии, здоровья человека и принятие точных решений.

Барий – элемент II группы периодической системы с атомным номером 56. Название произошло от греч. barys (тяжелый). Открыт Г. Дэви (Англия) в 1808 г. Барий представляет собой мягкий серебристо-белый металл. Барий химически очень активен, взаимодействует с воздухом и водой и воспламеняется при нагревании. Природным источником бария служат минералы барит и антерит. Барий получают нагреванием с алюминием из окиси бария BaO. Барий относится к токсичным ультрамикроэлементам. Он не входит в число эссенциальных (жизненно важных) или условно-эссенциальных микроэлементов. Установлено, что при ишемической болезни сердца, хронической коронарной недостаточности, заболеваниях органов пищеварения содержание бария в тканях снижается. Даже в ничтожных концентрациях барий оказывает выраженное влияние на гладкие мышцы. Содержание бария в организме взрослого человека составляет около 20 мг, среднесуточное поступление лежит в пределах 0,3-1 мг. Всасываемость растворимых солей бария в желудочно-кишечном тракте составляет около 10%, иногда этот показатель доходит до 30%. В дыхательных путях резорбция достигает 60-80%. Содержание бария в плазме крови изменяется параллельно изменениям концентрации кальция. В незначительных количествах барий находится во всех органах и тканях, однако всего его больше в головном мозге, мышцах, селезенке и хрусталике глаза. Около 90% всего содержащегося в организме бария концентрируется в костях и зубах. Данные о суточной потребности в барии отсутствуют. Основным путем поступления бария в организм человека является пища. Некоторые морские обитатели способны накапливать барий из окружающей воды, причем в концентрациях в 7-100 (а для некоторых морских растений до 1000) раз, превышающих его содержание в морской воде. Некоторые растения (соевые бобы и помидоры, например) также способны накапливать барий из почвы в 2-20 раз. Однако в районах, где концентрация бария в воде высока, питьевая вода также может внести вклад в суммарное потребление бария. Поступление бария из воздуха незначительно. Токсическая доза для человека: 200 мг. Летальная доза для человека: 3,7 г. Российскими санитарными нормами установлено жесткое значение ПДК по барию в воде - 0.1 мг/л. В ходе научных эпидемиологических исследований, проведенных под эгидой ВОЗ, не нашли подтверждения данные о связи между смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний и содержанием бария в питьевой воде. В краткосрочных исследованиях на добровольцах не было выявлено вредного эффекта на сердечно-сосудистую систему при концентрациях бария до 10 мг/л. При опытах на крысах, при употреблении последними воды даже с невысоким содержанием бария, наблюдалось повышение систолического кровяного давления. Опубликованы также данные, свидетельствующие о том, что даже разовое употребление воды, содержание бария в которой значительно превосходит максимально допустимые значения, может привести к мышечной слабости и болям в брюшной области. Оценка содержания бария в организме проводится по результатам исследований крови и мочи. Среднее содержание бария в плазме крови составляет 50-90 мкг/л, в моче колеблется в пределах 1,5-5 мкг/л. Достоверные данные о клинических проявлениях, вызванных дефицитом бария, отсутствуют. Барий относят к токсичным ультрамикроэлементам, однако этот элемент не считается мутагенным или канцерогенным. Токсичны все соединения бария (за исключением сульфата бария, применяемого в рентгенологии). Барий оказывает нейротоксическое, кардиотоксическое и гемотоксическое действие. Причины избытка бария - избыточное поступление (в т.ч. за счет производственных и бытовых отравлений). При остром отравлении: жжение во рту и пищеводе, обильное слюноотделение, тошнота, рвота, колики, диарея; головокружение, шум в ушах, расстройства координации движений и мозговой деятельности; бледность кожных покровов, обильный холодный пот; слабость пульса, брадикардия, экстрасистолия. При хроническом отравлении: пневмокониоз (баритоз), развивающийся при хроническом вдыхании пыли сульфата бария и отличающийся относительно доброкачественным течением. Кальций, в основном находящийся в составе костной ткани, по своим свойствам близок к барию, поэтому ионы бария могут замещать кальций в костях. При этом наблюдаются случаи, как синергизма, так и антагонизма. При отравлении солями бария в качестве антидотов применяют растворимые сернокислые соли натрия и магния, способствующие образованию труднорастворимых сульфатов бария, которые затем удаляются из организма. Используется барий преимущественно в виде BaSO 4 в нефтяной и газодобывающей промышленности, при производстве стекол, красок, эмалей, в вакуумной и пиротехнике. В медицине используется способность сульфата бария поглощать рентгеновские лучи, его используют как контрастное вещество при рентгенологических исследованиях желудочно-кишечного тракта.

В организме взрослого человека присутствует около 1000 г. кальция, в основном в твердых тканях. Он играет важную роль в функционирования миокарда, нервной системы, кожи и костной ткани.

Избыток кальция приводит к дефициту цинка и фосфора, но обеспечивает активную деятельность мышц. Нехватка кальция приводит к костным заболеваниям (остеопороз).У людей, которые занимаются физическим трудом, усвоение кальция намного эффективнее, чем у малоподвижных. Восполнить нехватку кальция можно, проводя несколько раз в год прием кальцийсодержащих препаратов. Кальций препятствует накоплению токсичного свинца в костных тканях. Нетоксичен для человека.

Причины дисбаланса и пути попадания в организм:

Неправильное питание;

Заболевания, гиперфункция щитовидной железы;

Остеопороз;

Заболевания почек;

Панкреатит;

Беременность и лактация.

При дисбалансе кальция страдают:

Костная ткань (остеопороз, переломы);

Мышечная ткань (судороги, повышенная возбудимость, боли в мышцах);

Щитовидная железа;

Иммунная система;

Кроветворение (плохая свертываемость).

Ионы кальция и магния изоэлектронны с рассмотренными ранее ионами первой группы - натрием и калием. Однако в остальном свойства ионов ионов магния и кальция с одной стороны и натрия и калия, с дугой, сильно отличаются.

Общее содержание кальция в организме человека составляет примерно 1,9 % общего веса человека, при этом 99 % всего кальция приходится на долю скелета и лишь 1 % содержится в остальных тканях и жидкостях организма. Суточная потребность в кальции для взрослого человека находится в пределах от 0,45 до 1,2 г в день. Кальций в пище, как растительной, так и животной, находится в виде нерастворимых солей. Всасывание их в желудке почти не происходит, абсорбция связана с верхней частью тонких кишок, главным образом 12-перстной кишкой. Здесь на всасывание оказывают большое влияние желчные кислоты. Физиологическая регуляция уровня кальция в крови осуществляется гормонами паращитовидных желез и витамином D через посредство нервной системы.

Кальций участвует во всех жизненных процессах организма. Нормальная свертываемость крови происходит только в присутствии солей кальция. Кальций играет важную роль в нервно-мышечной возбудимости тканей. При увеличении в крови концентрации ионов кальция и магния нервно-мышечная возбудимость уменьшается, а при увеличении концентрации ионов натрия и калия - повышается. Кальций играет определенную роль и в нормальной ритмической работе сердца.

При недостатке кальция наблюдаются: тахикардия, аритмия, побеление пальцев рук и ног, боли в мышцах, рвота, запоры, почечная колика, печеночная колика, повышенная раздражительность, дезориентация, галлюцинации, спутанность сознания, потеря памяти, тупость. Волосы делаются грубыми и выпадают, ногти становятся ломкими, кожа утолщается и грубеет, на эмали зубов появляются ямки, желобки, образуются дефекты в дентине, хрусталик - теряет прозрачность. Кроме недостатка кальция, недостаток витамина D, особенно у детей, ведет к развитию характерных рахитических изменений.

При избытке кальция наблюдаются: хронический гипертрофический артрит, кистозная и фиброзная остеодистрофия, остеофиброз, мышечная слабость, затруднение координации движений, деформация костей позвоночника и ног, самопроизвольные переломы, переваливающаяся походка, хромота, тошнота, рвота, боли в брюшной полости, дизурия, хронический гломерулонефрит, полиурия, частые мочеиспускания, никтурия, анурия. При избытке кальция наблюдаются сильные сердечные сокращения и остановка сердца в систоле.

Избыток кальция может приводить к дефициту цинка и фосфора, в то же время препятствует накоплению свинца в костной ткани.

2.3.4 Стронций

Попадает в организм вместе с пищей, в количестве до 3мг. в сутки. Депонируется в основном в костной ткани, лимфатических узлах, легких. При избыточном поступлении стронция возникает, так называемый «стронциевый рахит» (ломкость костей) и «уровская болезнь» - эндемическое заболевание, обнаруженное у населения, проживающего около реки Уров (Восточная Сибирь).
Оценка содержания стронция в организме проводится по результатам исследований крови, мочи, волос. Средний уровень стронция в плазме крови составляет 20 - 70 мкг/л, в моче - 30 - 250 мкг/л, в волосах - 0,5 - 5,0 мкг/г.

Особо опасен радиоактивный стронций-90, который при попадании в состав костной ткани облучает костный мозг и нарушает кроветворные процессы. В организм человека он поступает в основном с коровьим молоком и рыбой и накапливается главным образом в костях. Величина отложения 90 Sr в организме животных и человека зависит от возраста особи, количества поступающего радионуклида, интенсивности роста новой костной ткани и других факторов. Большую опасность 90 Sr представляет для детей, в организм которых он поступает с молоком и накапливается в быстро растущей костной ткани.

2.3.4 Барий

Барий относят к токсичным ультрамикроэлементам. Оценка содержания бария в организме проводится по результатам исследований крови, мочи, волос. Установлено, что при ишемической болезни сердца, хронической коронарной недостаточности, заболеваниях органов пищеварения содержание бария в тканях снижается. Достоверные данные о клинических проявлениях, вызванных дефицитом бария, отсутствуют.

При повышенном поступлении в организм человека барий может оказывать токсическое действие по отношению к нервной и сердечно-сосудистой системам, нарушать кроветворение.

Барий может участвовать в развитии уровской болезни, эндемического заболевания суставов с нарушением процессов окостенения, роста, преждевременным изнашиванием костно-суставного аппарата. Предполагаемые причины – нарушение поступления в организм минеральных веществ (избыток стронция, бария, недостаток кальция)

Доза 0,2-0,5 г хлористого бария вызывает у человека острое отравление, 0,8-0,9 г - смерть. В то же время для рентгеновского исследования желудочно-кишечного тракта применяют взвесь в воде сульфата бария, который не оказывает ядовитого действия из-за низкой растворимости.

Частично барий попадает в окружающую среду в результате деятельности человека, однако в воду он попадает в основном из природных источников. Как правило, содержание бария в подземных водах невелико. Однако в районах, где залегают содержащие барий минералы (барит, витерит), его концентрация в воде может составлять от единиц до нескольких десятков миллиграмм на литр. Содержание бария в воде также зависит от свойств самой воды, в частности от наличия в ней сульфатов, так как сульфат бария имеет крайне низкий предел растворимости (2.2 мг/л при 18 o С), он легко выпадает в осадок и относительно высокое содержание бария возможно только в водах с низким содержанием сульфатов.
^

Барий. Влияние на качество воды

Наибольшую опасность в воде представляют высоко растворимые токсичные соли бария, однако они имеют тенденцию переходить в менее токсичные и слаборастворимые соли (сульфаты и карбонаты). Барий не относиться к числу высокоподвижных элементов. Будучи достаточно крупным катионом, барий довольно хорошо сорбируется глинистыми частицами, гидроксидами железа и марганца, органическими коллоидами, что также снижает его подвижность в воде.
^

Барий. Пути поступления в организм

Основным путем поступления бария в организм человека является пища. Так, некоторые морские обитатели способны накапливать барий из окружающей воды, причем в концентрациях в 7-100 (а для некоторых морских растений до 1000) раз, превышающих его содержание в морской воде. Некоторые растения (соевые бобы и помидоры, например) также способны накапливать барий из почвы в 2-20 раз. Однако в районах, где концентрация бария в воде высока, питьевая вода также может внести вклад в суммарное потребление бария. Поступление бария из воздуха незначительно.

Барий является щелочноземельным металлом, в чистом виде на Земле отсутствует. Однако его соединения, сульфат бария и бария карбонат, повсеместно используются в различных видах промышленности.

В воду этот металл попадает из подземных источников, значительная концентрация бария в воде может содержаться в местах залегания в грунте минералов барит и витерит.

В России допустимое значение бария не более 0,1 мг/л, в случае значительного превышения организму угрожает:

• Нарушение работы воздушно-дыхательных путей, эффект ожога роговицы глаз и кожи, если в воде чрезмерно много гидроксида бария.
• Кровоизлияние, отеки, анемия как следствие нарушения проницаемости кровеносных сосудов при превышении содержания хлорида бария.
• Раздражение нервной системы, негативное воздействие на мускулатуру при воздействии фторида бария.

Также барий попадает в организм с пищей – морепродуктами, томатами, соевыми бобами. Ряд морских растений способен увеличить концентрацию этого металла в 1000 раз!

Разработка методов очистки воды от бария непрерывно ведется в разнообразных НИИ и лабораториях в России и других странах.

Методы удаления бария из воды

Хорошо известны следующие методы удаления бария из воды:

• Электродиализ
• Ионный обмен
• Очистка подземных вод от железа
• Обратноосмотический метод

В процессе электродиализа на воду воздействует электрический потенциал таким образом, что разноименно заряженные ионы двигаются в противоположных направлениях. Очистка воды от бария происходит благодаря многочисленным мембранам, которые пропускают катионы или анионы, разделяя исходную воду на очищенную и раствор с нежелательными примесями.

Очистка ионным обменом заключается в пропускании исходной воды через ионообменные смолы. Такая загрузка (катиониты и аниониты) состоит из слабосвязанных водородных или гидроксильных ионов, которые заменяются на примеси ионов бария в воде.

Недавно разработанный метод удаления бария путем очистки подземных вод от железа основан на процессе абсорбции – поглощения сорбата объемом сорбента.

Специалисты «Сибирской экологической компании» рекомендуют обратноосмотический метод, где очистка воды происходит с помощью установок обратного осмоса. Исходная вода под давлением подается на полунепроницаемые мембраны специальной конструкции.

К достоинствам этого метода относятся:

• Комплексная очистка воды от железа, солей, запаха, цвета
• При изменении состава исходной воды качество очищенной воды остается неизменно высоким
• Простота обслуживания, надежность и экологическая безопасность (не применяются химические вещества)
• Компактные размеры

Более подробную информацию об очистке воды от бария обратноосмотическим методом . «Сибирская экологическая компания» принимает заказы на всей территории России и Казахстана. Наши специалисты также готовы предоставить консультацию и помочь с выбором оборудования.

Элемент периодической таблицы Менделеева барий был открыт Карлом Шееле, известным шведским химиком и фармацевтом, в 1774 году. Его открытие, однако, могло произойти и раньше, если бы средневековые алхимики больше думали о науке, чем о средствах достижения богатства. Известно, что очень многие из них потратили свои жизни в бесплодных поисках получения золота из более дешёвых элементов, и умерли, так ничего и не добившись.

В самом начале XVII века одному итальянскому сапожнику, Винченцо Касциароло, занимавшемуся ещё и алхимией (тогда ею не занимались только ленивые и те, кто имел настоящие источники дохода), пришло на ум проверить на наличие золота найденный в близлежащих горах тяжелый камень. Сначала он прокалил его с углём и олифой, но золота не получил, зато получил интересное красноватое свечение, не исчезавшее и тогда, когда прокаленный камень уже остыл. Сапожник-алхимик поделился открытием с коллегами, и все стали дружно стараться выделить из подобных камней золото, проводя сотни экспериментов с самыми разными веществами. Прошло достаточно много времени, но золота не было, и про тяжелые камни постепенно забыли.

Почти через 170 лет Шееле сделал своё открытие – он получил оксид бария – BaO.

Англичанин Хэмфри Дэви, тоже известный химик, в 1808 году всё же выделил новый элемент, который и был назван барием – «тяжелым», от греческого «barys». Мы сегодня знаем, что барий относится к легким металлам, но среди них он действительно самый тяжелый, так что название свое вполне оправдывает.

Барий – это серебристо-белый щелочноземельный металл, мягкий и слегка вязкий. В природе он не встречается в чистом виде, и при необходимости его выделяют из соединений – карбонатов, сульфатов, силикатов; и минералов, в основном тяжёлого шпата, или барита. Содержится барий и в воде, а также в живых организмах – некоторых растениях и тканях животных.

Барий в продуктах

В организм человека барий поступает с продуктами питания и водой. В некоторых морепродуктах его в десятки (а в морских растениях – в сотни) раз больше, чем в морской воде. В растениях – томатах, соевых бобах и др., бария может быть в десятки раз больше, чем в почвах, на которых они растут; бывает много бария и в питьевой воде, но не так часто; в воздухе его немного.

Барий в организме

Что означает барий для нас, и какова его роль в организме человека? Биологи говорят, что он изучен недостаточно, но не считают его жизненно важным элементом – даже условно. Тем не менее, сегодня барий изучается, и о его роли, возможно, вскоре узнают больше, а пока учёные относят его к токсичным ультрамикроэлементам.

При заболеваниях пищеварительной системы, некоторых сердечнососудистых заболеваниях количество бария в организме человека уменьшается. Установлено также, что даже в ничтожно малых количествах он заметно влияет на состояние гладкой мускулатуры – не зря при отравлениях барием отмечаются мышечные спазмы и сильная мышечная слабость.

Хотя роль бария не изучена, его суточная доза для человека определена – от 0,3 до 0,9 мг. Расслабляющее воздействие бария не всегда бывает вредным: учёные выяснили, что он работает «в паре» с ацетилхолином – одним из основных нейромедиаторов, и способствует расслаблению сердечной мышцы.

Избыток бария

В организме человека с массой тела около 70 кг содержится примерно 20-22 мг бария. Растворимые соли бария всасываются в кишечнике в небольших количествах; в дыхательных путях его может быть в 6-8 раз больше. Барий есть не только в нашей мышечной ткани и крови – напротив, в костях и зубах его содержится больше, чем во всех остальных тканях организма – до 90%. Барий взаимодействует в организме с кальцием – он может даже замещать его в костях, так как близок к нему по биохимическим свойствам. Однако при постоянном избыточном поступлении бария – например, когда его много в почвах, - нарушается кальциевый обмен, и может развиться тяжёлое заболевание – уровская болезнь, при которой процессы окостенения замедляются, а опорно-двигательный аппарат изнашивается очень быстро.

Барий есть в головном мозге, селезёнке, мышцах и хрусталике глаза.

Токсической дозой для человека считается 200 мг; что касается смертельной дозы, то здесь мнения расходятся – приводятся цифры от 0,8 до 3,7 г, хотя первая цифра всё же вероятнее.

Барий не относят к элементам, вызывающим рак или мутации, но все его соединения для человека токсичны – кроме того вещества, которое используют в медицине, когда делают рентген – это сульфат бария.

Барий при повышенном содержании в организме поражает клетки крови, нейроны, ткани сердца и других органов.

Каким образом в организме появляется лишний барий? Биологи называют это «избыточным поступлением», но не уточняют, как именно это происходит, хотя говорят о производственных и бытовых отравлениях.

Соединения бария применяются во многих отраслях промышленности и производства: в электронике, нефтяной, стекольной, бумажной, текстильной, керамической, лакокрасочной, резиновой, металлургической, полиграфической и т.д.

Фторид бария используется при обработке древесины и производстве инсектицидов – значит, он применяется и в сельском хозяйстве, однако на животных и человека он может оказывать токсическое влияние, поэтому его тщательное изучение необходимо.

Исследования показывают, что у жителей сельской местности лейкоз чаще встречается там, где для борьбы с вредителями используются соединения бария; некоторые отделочные материалы – например, штукатурка, могут вызывать заболевания у строителей, которые с ними работают.

Водорастворимые соли бария считаются опасными для человека – это сульфиды, карбонаты, нитраты, хлориды; сульфаты и фосфаты бария практически безопасны.

Если человек отравился солями бария, то симптомы будут выраженными и яркими: возникает жжение во рту и пищеводе, сильно выделяется слюна, появляется тошнота и рвота, колики в кишечнике и понос. Со стороны нервной системы: расстройства мозговой деятельности и нарушения координации движений, шум в ушах и головокружение; со стороны сердечнососудистой системы: экстрасистолия – распространённая форма аритмии, брадикардия и слабый пульс; наблюдается также обильное потоотделение – пот холодный, а кожа всего тела бледнеет.

Хроническое отравление, возникающее при работе на вредных производствах, не проявляется так резко. При вдыхании пыли, содержащей соединения бария, у рабочих возникает пневмокониоз – заболевание лёгких, при котором в них развивается фиброзный процесс. В соединительной ткани появляются рубцы и утолщения, и в результате развивается прогрессирующая одышка, начинающаяся с болей в груди и сухого кашля. Потом могут появиться признаки лёгочной недостаточности, изменения дыхательных путей и другие осложнения: пневмонии, бронхиты, туберкулёз и т.д.

Корректировать избыток бария в организме довольно сложно, и не всегда можно рассчитывать на благополучный исход. Для нейтрализации действия солей бария применяются растворимые сернокислые соли магния и кальция – они вызывают образование сульфатов бария, которые потом надо вывести из организма.

Если отравление тяжёлое, то можно не успеть оказать помощь – смерть может наступить в течение суток или даже быстрее. Приём внутрь 0,2-0,5 г солей бария вызывает тяжёлое отравление, а смертельной дозой, как уже отмечалось, может стать 0,8 г.

При таком отравлении надо немедленно промывать желудок с 1%-ным раствором сульфата магния или натрия, и сделать с ними же клизму – раствор 10%-ный. Нерастворимые соли бария удаляют рвотными средствами – в общем, всё это, как и дальнейшее лечение, проводится уже в стационаре.

Непонятно, кому придёт в голову принимать барий внутрь, но в медицине описано много случаев, когда соединения бария принимали по ошибке – значит, о последствиях знать всё-таки следует. Что касается работы на вредных производствах, повышенного содержания бария в воде и почве, то здесь может помочь спектральный анализ волос – именно по состоянию волос можно увидеть, какие изменения происходят в организме в течение многих лет – в то время, как человек о них даже не догадывается, и все эти годы лечится неправильно, усугубляя проблему ещё больше.

Стоит такое обследование недёшево, но и не слишком дорого; таким же методом можно провести и исследование питьевой воды той местности, в которой вы живете.

Гатаулина Галина
для женского журнала сайт

При использовании и перепечатке материала активная ссылка на женский онлайн журнал обязательна