чем опасен стронций для человека в воде
Стронций в воде
Стронций достаточно распространённый в земной коре металл. Хотя в чистом виде он попадается редко, так как очень активен и быстро вступает в различные химические реакции. Известно более 40 содержащих стронций минералов, например, целестин и стронцианит. Но чаще всего этот элемент попадает в природные воды при вымывании кальциевых пород, входя в их состав в виде примеси.
Из-за низкой растворимости естественное содержание стронция в природных водоёмах, как правило, не велико. Однако стоки предприятий радиоэлектронной, металлургической, пиротехнической и пищевой промышленности могут значительно увеличивать его концентрации в подземных и поверхностных источниках.
Чем опасен стронций?
Природный стронций входит в состав практически всех живых организмов и считается малотоксичным веществом. Однако длительное употребление воды с превышенным содержанием этого вещества негативно сказывается на здоровье человека. По требованиям СанПин этот показатель не должен превышать 7 мг/л.
Стронций по своим свойствам очень близок к кальцию. Если этот элемент в повышенных дозах попадает в организм продолжительное время, то способен постепенно вытеснять ионы кальция из костных тканей и приводить к так называемой Уровской болезни. Это выражается в серьёзных деформациях костно-суставной системы и может привести к инвалидности. Особенно быстро накапливается стронций в детском организме, способствуя задержке роста.
Определить количество примесей стронция можно с помощью химического анализа воды. Для удаления избытка стронция используют фильтры комплексной очистки воды или фильтры на основе обратного осмоса.
Как получить бесплатное технико-коммерческое предложение
Оставьте свой номер телефона
и мы бесплатно перезвоним Вам
Чем опасен стронций для человека и в чем заключается его вред?
Действие стронция и его биологическая роль
Действие макроэлемента многие связывают с высокой токсичностью и радиоактивностью. Но такое мнение довольно ошибочно, т.к. природный элемент практически не обладает этими качествами и даже присутствует в тканях биологических организмов, выполняя важную биологическую роль и некоторые функции в качестве спутника кальция. Благодаря свойствам вещества, его используют в медицинских целях.
Основное скопления стронция в организме человека приходится на костные ткани. Это происходит благодаря тому, что элемент схож с кальцием по химическому действию, а тот в свою очередь является основным компонентом «строительства» скелета. А вот в мышцах содержится всего 1% от всей массы элемента в организме.
Также стронций присутствует в отложениях желчных и мочевых камней, опять же в присутствии кальция.
К слову, о вредности стронция – разрушительное для здоровья действие оказывают лишь радиоактивные изотопы, которые по своим химическим свойствам практически не отличаются от природного элемента. Возможно, по этой причине и возникла эта путаница.
Суточная норма
Суточная норма макроэлемента составляет примерно 1 мг. Это количество довольно легко восполняется с пищей и питьевой водой. Всего в организме распределено приблизительно 320 мг стронция.
Но стоит учитывать, что наш организм способен усваивать лишь 10% поступающего элемента, а получаем мы до 5 мг в сутки.
Недостаток стронция
Недостаток макроэлемента лишь теоретически может вызывать некоторые патологии, но пока это показано лишь в опытах на животных. Пока еще ученые не выявили негативного воздействия дефицита стронция на организм человека.
На данный момент выявлены только некоторые зависимости усвоения этого макроэлемента при воздействии других веществ, находящихся в организме. Например, этому процессу способствуют некоторые аминокислоты, прием витамины D и лактозы. А противное действие оказывают препараты, на основе сульфатов бария или натрия, а также продукты с большим содержанием пищевых грубых волокон.
Существует еще одна неприятная особенность – при возникновении дефицита кальция организм начинает накапливать радиоактивный стронций даже из воздуха (часто загрязненного промышленными предприятиями).
Чем опасен стронций для человека и в чем заключается его вред?
Стронций, все-таки способен оказывать вредное радиоактивное воздействие. Сам элемент по себе оказывает мало вреда, до сих пор не установлена критическая доза. А вот его изотопы могут вызвать болезни и разнообразные нарушения. Как и натуральный стронций, он скапливается в самом скелете, но его действие вызывает поражение костного мозга и разрушение самой структуры костей. Он может поражать клетки головного мозга и печени, и таким образом вызывать возникновения новообразований и опухолей.
Но одно из самых страшных последствий воздействия изотопа – это лучевая болезнь. В нашей стране до сих пор чувствуются последствия катастрофы в Чернобыле и накопленные запасы радиоактивного стронция дают о себе знать в почве, воде и самой атмосфере. Также получить большую дозу, можно работая на предприятиях, использующих элемент – там самый высокий уровень заболеваний саркомой костей и лейкемией.
Но и природный стронций способен вызывать неприятные последствия. Из-за довольно редкого стечения обстоятельств, вроде неполноценного рациона, нехватки кальция, витамина D и дисбаланса в организме элементов, вроде селена и молибдена, получают развитие специфические заболевания – стронциевый рахит и уровская болезнь. Последняя получила имя от местности, где ими еще в 19 веке страдали местные жители. Они становились инвалидами из-за искривления структуры скелета, костей и суставов. Причем страдали по большей части те люди, которые с самого детства росли в этих местах. Только в 20 веке выяснили, что воды местной реки содержали повышенное количество элемента. А в период роста именно костно-суставная система подвергается наибольшему влиянию.
Попадания оксида стронция на слизистые оболочки рта или глаз, способны вызывать ожоги и глубокие повреждения. А вдыхание его с воздухом может способствовать развитию патологических болезней в легких – фиброз, бронхит, а также возможна сердечная недостаточность.
В качестве лечения обычно применяют препараты на основе кальция, магния, сульфатов натрия или бария. Также возможно использование комплексообразователей, которые связывают и выводят радиоактивные токсины из клеток.
Попадая в почву, токсичный изотоп стронция способен таким образом накапливаться в волокнах растений, а затем и в организмах животных. Таким образом, человеческий организм медленно, но верно накапливает токсины, употребляя отравленные продукты. Немного спасти положение может термическая обработка продуктов, которая способствует довольно значительному снижению содержания вредного токсина в них.
Этот радионуклеид очень сложно выводится из организма, ведь почти полгода ему может потребоваться, чтобы избавиться хотя бы от половины накопленного запаса.
Стронций в воде
Прежде чем прочитать на экране телефона или мониторе компьютера информацию ниже, хочу задать вам вопрос: знаете ли вы, что защищает вас от рентгеновского излучения гаджетов и телевизоров? А ведь это заслуга стронция, химического элемента, который, как и все остальные его соседи по периодической таблице, имеет двойственную природу. Этот мягкий и пластичный серебристо-белый металл относится к группе щёлочноземельных. Он не встречается в свободном виде из-за своей высокой реакционной активности с водой и воздухом. Зато входит в состав различных минералов, микроорганизмов, животных, растений и человеческого организма, в котором, между прочим, отвечает за профилактику остеопороза и кариеса зубов.
К сожалению, в различных сферах промышленности широко применяется радиоактивный изотоп 90Sr, который ничем хорошим человеческому здоровью не грозит. Попадает он в организм различными путями. В результате выветривания и вымывания из горных и подземных пород, вместе со стоками рудодобывающих и промышленных предприятий он оказывается в мировом океане, атмосфере, почве. Оказавшись в последней, он вытесняет оттуда кальций, обогащая собой плоды растений. Затем по пищевой цепочке это вещество добирается до человека. Этот процесс очень сложно контролировать. Зато можно держать под контролем содержание стронция в питьевой воде, которая также служит его источников попадания в организм.
Влияние на организм
Мы уже говорили о способности этого металла в избыточном количестве вытеснять кальций из среды, в котором они находятся. Проявляется эта способность и в костной ткани человека. Приводит она к поистине ужасающей болезни под названием стронциевый рахит. В народе это заболевание называют «уровской болезнью». Из-за дефицита кальция больше всего страдают и деформируются суставы и кости. Сразу предупредим, лучше не гуглите и не смотрите эти картинки. Превышение нормы стронция в питьевой воде ведет также к дисбактериозу кишечника и фиброзу легких. Если же речь идет об упомянутом выше радиоактивном изотопе, то добавляем в эту копилку Пандоры лучевую болезнь и другие онкологические заболевания.
Норма – это сколько?
Предельно допустима концентрация (ПДК) стронция в воде составляет 8 мг/дм3. Для того чтобы узнать, соответствует ли вода из вашего водопровода, скважины или колодца этой цифре, обратитесь за комплексным анализом в химическую лабораторию «ИОН».
Как очистить воду от стронция?
Если показатели будут превышать норму, мы решим эту проблему с помощью подбора необходимого водоочистного сооружения: установка каталитического окисления и фильтрации, ионообменный фильтр или обратного осмоса.
Также рекомендуем почитать
Цинк в воде
Если бы химические элементы превратись в супергероев, то цинк стал бы защитником. Во-первых, он защищает автомобили, сооружения, трубы, гвозди и провода от коррозии. Во-вторых, он защищает женщин от старения, помогая им сохранить красоту.
Содержание стронция и цезия в воде
Чистая питьевая вода очень важна для благополучия каждого человека, поэтому наличие в ней нежелательных примесей опасно для здоровья. Водопроводная вода, помимо всего прочего, бывает загрязнена различными оксидами металлов, в том числе стронция и цезия. Это высокоактивные мягкие щелочные металлы, активно взаимодействующие с влагой и кислородом воздуха. Особенный вред для организма они приносят, находясь в форме радионуклидов: стронций-90 и цезий-137 в воде.
Откуда в воде стронций и цезий
Если обычно металлы попадают в воду в результате вымывания из геологических пород, то радионуклиды стронция и цезия считаются техногенными. Они не существуют в природе и образуются только при работе ядерных реакторов. Их обнаружение позволяет судить о благополучии радиационной обстановки в конкретном районе. Если в окружающей среде выявляется один или оба радионуклида (стронций-90 и цезий-137), значит, недалеко произошла авария на АЭС или утечка из хранилища радиационных отходов. Нахождение стронция и цезия в питьевой воде приводит к серьезным заболеваниям.
Нормы стронция и цезия в природной/питьевой воде
Допустимые уровни цезия-137 и стронция-90 в воде на территории ЕАЭС строго регламентированы и должны неукоснительно контролироваться. Российские нормативные акты устанавливают ПДК по стронцию в питьевой воде на уровне 7 мг/л. Просматривается тенденция к ужесточению данного показателя до пределов, принятых в других развитых странах. Например, в США максимальный уровень содержания стронция в питьевой воде принят в два раза ниже.
Влияние стронция и цезия в воде на организм человека. Чем опасен стронций и цезий в воде
Кроме рассматриваемого отрицательного влияния цезия/стронция на организм человека, существует и позитивная сторона наличия этих металлов в теле. Например, стронций участвует в обмене кальция, служит для профилактики кариеса и остеопороза. В то же время избыток стронция в воде опасен и становится источником токсинов и онкологических заболеваний.
Радионуклиды цезия и стронция, попадающие с питьевой водой, имеют свойство копиться в организме. Так, цезий-137 накапливается в печени и мышцах, а стронций-90 оседает в костной ткани, замещая кальций (Ca). Эти элементы годами подвергают внутренние органы человека ионизирующему облучению. Поражаются кровь, кости и печень, возникают опухолевые очаги. Известно такое заболевание как «стронциевый рахит», при котором из-за замещения ионов Cа ионами стронция (Sr) деформируются суставы и кости. Это особенно наглядно проявляется в детском возрасте.
Помимо негатива лучевой болезни, стронций приносит и другие болезни. Его оксид, при взаимодействии с водой, образует гидроксид Sr(OH)2. Он вызывает сильные ожоги при попадании на слизистые оболочки, кожу или в глаза. Кроме этого, вдыхание водных паров с указанным гидроксидом приводит к бронхиту или фиброзу легких, существенно увеличивается риск возникновения сердечной недостаточности.
Как определить содержание в питьевой воде стронция и цезия
Определение цезия и стронция в воде определяется только лабораторным путем. Отбор воды на выявление стронция/цезия регулярно осуществляется работниками водо-канализационных предприятий. Определение уровня цезия и стронция в воде производится в специализированной химической лаборатории. С учетом важности вопроса, ее работники проконсультируют заказчика, подберут необходимый анализ, самостоятельно приедут на объект и отберут воду для пробы. Комплексный анализ будет осуществлен в кратчайшие сроки. Методика определения цезия и стронция в воде указана в различных ГОСТах и ТУ.
Как очистить воду от стронция/цезия
Если анализы питьевой воды покажут уровень стронция/цезия в воде в пределах ПДК, это не гарантирует безопасность данной жидкости для здоровья. Медики настоятельно рекомендуют полностью убрать стронций и цезий из воды. Чтобы сгладить эффект накапливания указанных металлов в организме, необходимо проводить дополнительную очистку используемой воды при помощи современных методов.
Самыми известными способами удаления стронция и цезия из воды считаются:
Установки обратного осмоса условно (по пропускаемым объемам) делят на промышленные установки осмоса, которые могут обслуживать крупные объекты, в т.ч. многоквартирный дом, и на бытовые системы осмоса, которые готовят воду для квартиры/коттеджа и устанавливаются в большинстве случаев под раковину на кухне. В них фильтруемая жидкость под напором просачивается через специальную перегородку с многочисленными отверстиями, отправляя в канализацию до 99% ненужных примесей.
Методы очистки воды от стронция и цезия от компании Diasel
Учитывая вред, наносимый радионуклидами цезия-137 и стронция-90 человеческому организму, необходимо контролировать присутствие в питьевой воде данных опасных элементов. Надежнее всего определение стронция в воде проводить в специализированных лабораториях. По результатам исследований принимается решение о необходимости дополнительной фильтрации воды. Наиболее эффективным вариантом очистки воды от радионуклидов цезия/стронция считается установка обратного осмоса. Она не только очистит воду от радионуклидов, но и существенно снизить уровень солей.
8. Загрязнение поверхностных вод, донных отложений и биоценоза р. Протвы
Загрязнение стронцием стабильным и стронцием-90
Стронций (Sr)-38 ой элемент периодической системы Д. И. Менделеева по химическим свойствам наиболее близок кальцию.
Природный стронций состоит из 4-х стабильных изотопов. Известны 14 искусственных изотопов стронция, из которых самый долгоживущий 90 Sr.
Стронций не ядовит, но в силу геохимической близости к кальцию, играющему ключевую роль в формировании состава питьевых вод, в повышенных количествах опасен для животных и человека, так как, легко замещая в организме кальций, подавляет процессы минерализации костей, что вызывает у молодых животных и детей так называемый «стронциевый рахит».
Геолого-геохимические исследования территории 30-ти километровой зоны вокруг Обнинской АЭС и ИЯР, проведенные КФ ВИЭМС в 1989-92г., не выявили техногенных источников такого масштаба, которые могли бы обусловить интенсивное загрязнение подземных вод.
Было установлено, что содержание стронция в почвах и породах района существенно не отличается от фонового (0.02-0.05%). Содержание же стронция в поверхностных и подземных водах повышено (2-5 мг/л), а иногда превышает предельно безопасные уровни концентрации. Среднее содержание стронция в поверхностных водах района составляет 0.7 мг/л, максимальное — на порядок выше.
Территория с повышенным содержанием стронция в поверхностных водах располагается в районе г. Обнинска (рис. 8.2). Содержание стронция в поверхностных водах здесь прямо коррелируется с концентрацией фтора и бария, тоже достигающих иногда уровня ПДК.
В 1992-93 г. КФ ВИЭМС было изучено содержание общего и радиоактивного стронция в подземных водах окско-тарусского горизонта.. С этой целью из водозаборов отбирались крупнообъемные пробы воды, выпаривались, затем сухой остаток исследовался гамма-спектрометрическим (ФЭИ) и спектральным (ВИМС) методами.
Высокое содержание стронция общего (на уровне ПДК) было выявлено на водозаборах Вашутинском, Самсоновском и водозаборе ФЭИ Центральном, а при повторном исследовании (через год) — на Центральном, Белоусовском и Вашутинском.
Рис. 8.2. Схема размещения гидрогеохимических аномалий стронция.
1– границы территории, на которой поверхностные водотоки загрязнены стронцием; 2 – территория, на которой подземные воды загрязнены стронцием; 3 – точки отбора проб
Позднее работами ЦРГЦ и КФ ВИЭМС, обследовавшими водозаборы Обнинска, Ермолино, Балабаново и др. было установлено, что в протвинском водоносном горизонте в отдельных пробах содержание стронция находится в пределах 18.76-22.40 мг/л (ПДК-7мг/л). Здесь же отмечено повышенное содержание фтора до 2.07 мг/л (ПДК-1.5 мг/л), марганца до 0.6 мг/л (ПДК-0.1 мг/л).
Содержание радиоактивного стронция везде оказалось за пределами чувствительности приборов, за исключением водозаборов Самсоновский и Белоусовский, где концентрация 90 Sr оказалась равной n.10- 12 Ки/л. В 1999г. по заказу МП «Водоканал» обследование водозаборов г. Обнинска на 90 Sr выполнил НПО «Тайфун».
Было установлено, что радиоактивный стронций присутствует в водах всех водозаборов в количестве 1-4 мБк/л. Наиболее высокая концентрация отмечена в скважине №20 Самсоновского водозабора –14 мБк/л (НРБ-99 УВ вода =5 Бк/л).
В октябре 1998 г. при плановом обследовании наблюдательных скважин старых могильников отделом РТБ и ООС ФЭИ было отмечено повышение активности в одной из скважин. В декабре 1998 и мае 1999 года при повторном отборе проб 90 Sr был обнаружен также и других скважинах, но в более низких концентрациях. Кроме того, при отборе проб в ручье, протекающем под склоном хранилища РАО и образовавшемся там же болотце, был также обнаружен 90 Sr с концентрацией 1,3 – 13,4 Бк/л, причем концентрация его весной увеличилась в 2 – 6 раз по сравнению с осенью.
Анализ полученных результатов измерений позволил предположить, что происходит утечка 90 Sr из емкостей хранения твердых радиоактивных отходов (ТРО) через имеющиеся неплотности в бетоне и гидроизоляции. Далее за счет инфильтрации происходит его перемещение с грунтовыми водами в сторону р. Протвы.
Скорость течи из емкости равнялась 0.5 м 3 /час. При существующей частоте наблюдений время утечки можно принять равным 1 году. Тогда суммарная максимальная активность, вышедшего за год в окружающую природную среду стронция- 90, по нашей оценке, составит:
5.44*10 6 Бк/м 3 х 750 м 3 = 4.1*10 9 Бк (0.11 Ки).
Таким образом, причиной распространения 90 Sr за пределы хранилища явилось переполнение емкости поверхностными водами через неплотности плит перекрытия, вымывание радионуклидов 90 Sr и 137 Cs из твердых РАО и перелив загрязненной воды через щели плит перекрытия, верхней стяжки и дефекты в бетоне. В 1999-2000 гг. ГНЦ РФ ФЭИ произвел ремонт старых могильников, на которых были выявлены утечки радионуклидов 90 Sr.
Следует отметить, что благодаря оперативному ведомственному контролю выявленная утечка 90 Sr существенно не повлияла на качество подземных вод водозаборов, расположенных ниже по течению р. Протвы.