Барий - химический элемент, относится ко второй группе ПСЭ Д.Менделеева, щелочноземельный металл. Соединения бария широко используются в нефтяной, электронной, бумажной промышленности. Представляет собой серебристо-белый металл плотностью 3,78 г/ куб. см. В природе барий в чистом виде не встречается, содержание элемента в земной коре не превышает 0,065%. 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 следующие минералы: 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. По этой причине вопрос об очистке воды от бария рассматривается на высоком уровне. Проблемой водоочистки от бария занимаются специалисты НИИ и лабораторий Федерального агентства и Министерства Сельского Хозяйства.

Содержание бария в воде также зависит от свойств жидкости, а именно от наличия в ней сульфатов. Говоря научным языком, сульфат бария имеет низкий показатель растворимости, поэтому при большой концентрации вещества при нагревании воды до 18 градусов барий выпадает в осадок. Несмотря на достаточно легкий способ удаления бария из воды и присутствие его в природе, влияние металла на организм 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.

Гидроксид бария оказывает негативное влияние на воздушно-дыхательные пути, прижигающее действие на роговицу глаз и кожу. Хлорид бария увеличивает проницаемость сосудов, что может привести к кровоизлиянию и оттекам, вызвать анемию, лимфоцитоз, лейкопению. Фторид бария может вызвать нервное раздражение, оказать влияние на мускулатуру. Всем выше перечисленным воздействиям подвержены люди, употребляющие воду с большой концентрацией металла, поэтому очистка воды от бария - один из важных этапов производства получения чистой питьевой воды.

В настоящее время существует несколько технологий очистки воды от бария: обратный осмос , ионный обмен, электродиализ. Выпускаемые современные фильтры используют технологию обратного осмоса, тогда как в промышленных масштабах очистку воды от бария проводят методом электродиализа и ионным обменом. Сегодня также существует нанотехнология, которая была разработана специалистами ВоГТУ (Вологодский Гуманитарно-технологический Университет), она позволяет произвести очистку воды от ионов бария методом очистки подземных вод от железа.

Технология такой водоподготовки чем-то напоминает метод нагревания воды до 18 градусов при высокой концентрации сульфатов в воде, образование осадка. Исследования, проведенные специалистами Университета, показывают, что процесс абсорбции, иными словами процесс поглощения сорбата объемом сорбента, может использоваться при очистке воды от бария .

Говоря о поступлении бария в организм, следует выделить, что большая часть его попадает с пищей. Наибольшую опасность несут морепродукты и морские обитатели, проживающие недалеко от мест скопления большого количества соединений бария. Со временем морские обитатели (рыба, кальмары, устрицы) накапливают в организме некоторое количество металла, однако содержание вещества может увеличиваться, это напрямую зависит от особенностей строения организма и места постоянно обитания. Некоторые морские растения могут увеличивать концентрацию бария в организме в 1000 раз. Употребление таких продуктов опасно для здоровья. Среди самых опасных продуктов, содержащие барий в пределах 2-20 мг/литр, являются помидоры и соевые бобы. Поэтому полив и продажа выше представленных продуктов должна осуществляться под бдительным контролем проверяющих органов (Санитарно эпидемиологическая служба, лаборатории сертификации и стандартизации).

Микроэлементы &mdash это химические элементы, которые содержатся в тканях человека, животных и растений в концентрациях 1:100 000 (или 0,001%, или 1 мг на 100 г массы) и менее. Среди микроэлементов различают эссенциальные, т. е. жизненно необходимые, условно эссенциальные и токсические. Литий и бор относятся к условно-эссенциальным, а барий к токсическим микроэлементам.

Частичнобарий 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 наличия в ней сульфатов. Дело в том, что сульфат бария имеет крайне низкий предел растворимостии легко выпадает в осадок, поэтому относительно высокое содержание бария возможно только в водах с низким содержанием сульфатов. Будучи достаточно крупным катионом, барий довольно хорошо сорбируется глинистыми частицами, гидроксидами железа и марганца, что также снижает его подвижность в воде.

Основным путем поступления бария в организм человека является пища.Однако в районах, где концентрация бария в воде высока, питьевая вода также может внести вклад в суммарное потребление бария.

Данные USEPA(Агенство США по защите окружающей среды) свидетельствуют о потенциальной опасности повышения кровяного давления при длительном употреблении воды, содержащий барий, а также отом, что даже разовое употребление водыс повышенным содержанием барияможет привести к мышечной слабости и болям в брюшной области.

В природных водах и источниках питьевого водоснабжениялитий содержится в малых концентрациях 10 -3 &mdash10 -2 мг/л и лишь в минеральных источниках, вода которых используется для лечебных целей, он нередко содержится и в более высоких концентрациях.Природным источником лития служат минералы сподумен, лепидолит и другие.

Хоть и в малых количествах, но литий необходим организму человека.Если будет нехватка лития, то у человека начнут развиваться всевозможные хронические заболевания, в частности психические и нервные.Японские ученые доказали, что содержание лития в питьевой воде снижает риск суицида. В то же время, передозировка элемента приводит к негативным последствиям серьезно изменяется обмен веществ.Ученые до сих пор не определили суточную потребность в литии, не известна и летальная доза. Но известна токсическая доза это 92-200 мг. Такое большое количество получить из воды или продуктов питания невозможно.

При попадании в организм органического лития, усваивается лишь необходимое количество элемента, остальное выводится. Поэтому при естественном потреблении избытка этого элемента не будет.

Источникомбора в подземных водах служат бороносные осадочные породы, породы, сложенные известково-магнезиально-железистыми силикатами и алюмосиликатами (так называемые скарны), соленосные отложения, а также вулканические породы и глины, содержащие бор, сорбированный из морской воды. Источниками соединений бора в природе служат также воды нефтяных месторождений, рапа соленых озер, термальные источники, особенно в районах вулканической активности.

В природных водах бор находится в виде ионов борных кислот.

В минерализованных щелочных водах(при рН 7-11)концентрация бора может достигать единиц и даже десятков мг/л, что делает такую воду потенциально небезопасной для питьевого применения.

При поступлении боратов или борной кислоты внутрь с водойбор быстро и почти полностью поглощается из желудочно-кишечного тракта. Выведение бора происходит в основном через почки. При непродолжительном употреблении внутрь бора в повышенных концентрациях возникает раздражение желудочно-кишечного тракта. При длительном воздействии соединений бора нарушение процессов пищеварения приобретает хронический характер (развивается так называемый борный энтерит), возникает и борная интоксикация, которая может поразить печень, почки, центральную нервную систему. В длительных исследованиях на животных было выявлено негативное воздействие бора на репродуктивную функцию у мужских особей, а также токсическое действие на эмбрион во время беременности с возможностью возникновения дефектов у новорожденных.

Экология жизни: Здоровье. Барий относится к токсичным микроэлементам и не входит в число жизненно важных микроэлементов. В организме человека оказывает выраженное влияние на гладкие мышцы.

Барий

Барий относится к токсичным микроэлементам и не входит в число эссенциальных (жизненно важных) или условно–эссенциальных микроэлементов. В организме человека оказывает выраженное влияние на гладкие мышцы.

Суточная потребность организма человека в барии не установлена, среднесуточное поступление находится в пределах 0,3–1 мг.

Содержание бария в организме взрослого человека составляет около 20 мг.

Всасывание растворимых солей бария в ЖКТ составляет около 10%, иногда этот показатель доходит до 30%. В дыхательных путях резорбция достигает 60–80%. Содержание бария в плазме крови меняется вместе с изменениями концентрации кальция.

В незначительных количествах барий находится во всех органах и тканях, однако больше всего его в головном мозге, мышцах, селезенке и хрусталике глаза (он находится во всех оболочках и средах глаза). Около 90% всего бария, содержащегося в организме, концентрируется в костях и зубах.

Органы, в которых много кальция, содержат и много бария. При удалении околощитовидной железы в сыворотке крови снижается уровень кальция и бария.

Биологическая роль в организме человека

Даже в ничтожных концентрациях барий оказывает выраженное влияние на гладкие мышцы (в малых концентрациях расслабляет их, вызывает сокращение – в больших).

Это связано, в первую очередь, со стимуляцией большими дозами бария выхода ацетилхолина и таким образом усилением мышечных сокращений, перистальтики кишечника, артериальной гипертензии, фибрилляции мышц, и нарушениям кардиальной проводимости.

Всасывание бария из желудочно-кишечного тракта зависит от растворимости его соединения, которая за исключением бария сульфата, увеличивается с уменьшением pH. При попадании соединений бария в легкие в виде пыли или аэрозоля он хорошо проникает через базальную мембрану. Плохо растворимые соединения могут накапливаться в легких.

Соединения бария снижают проницаемость калиевых каналов. Уровень внеклеточного калия уменьшается, в то время как внутриклеточного калия увеличивается. Под действием бария отмечается деполяризация клеточных мембран, затем выраженная гипокалиемия, понижаются мембранные потенциалы, не развивается реполяризация мембран. Барий стимулирует секрецию инсулина, приводя к гипогликемии. Повышается уровень адреналина в крови. Увеличивается проницаемость капилляров, что может сопровождаться кровоизлияниями и отеками.

Установлено, что при ишемической болезни сердца, хронической коронарной недостаточности, заболеваниях органов пищеварения содержание бария в тканях снижается.

Синергисты и антагонисты бария

Барий по своим свойствам близок к кальцию, который в основном находится в составе костной ткани, поэтому ионы бария могут замещать кальций в костях. При этом наблюдаются случаи как синергизма, так и антагонизма.

Признаки недостаточности бария

Достоверные данные о клинических проявлениях, вызванных дефицитом бария, отсутствуют.

Барий относят к токсичным микроэлементам, однако этот элемент не считается мутагенным или канцерогенным. Токсичны все соединения бария (за исключением сульфата бария, который используется в рентгенологии ).

Соединения бария используются в различных отраслях народного хозяйства. Различают растворимые (бария хлорид, бария карбонат, бария нитрат, бария гидрооксид) и нерастворимые (бария сульфат) соединения.

Растворимые соединения бария высокотоксичны, используются как родентициды; бария сульфат нетоксичен и используется в рентгенологии.

LD50 бария хлорида для крыс при внутривенном введении – 7,9 мг/кг; для мышей при внутрибрюшинном введении – 54 мг/кг, смертельная доза для крупных животных – 15-30 г, для свиней и овец – 5-15 г, для человека – 0,8-3,5 г (11,4 мг/кг) при пероральном приеме. LD50 бария карбоната 57 мг/кг.

Барий оказывает нейротоксическое, кардиотоксическое и гемотоксическое действие.

Симптомы отравления барием у различных видов животных в основном сходны:

• Гипертензия;
• Преждевременные сокращения желудочков сердца;
• Вентрикулярная тахикардия;
• Фибрилляции желудочков и асистолия;
• Отмечается истечения из глаз, мидриаз, саливация, тошнота, рвота;
• Болезненность брюшной стенки, диарея, нарушение акта глотания;
• Мышечные фибрилляции, учащенное дыхание, отек легких, тонические, клонические судороги и паралич;
• Гипокалиемия и гипофосфатемия, метаболический ацидоз и гипогликемия.

Основные проявления избытка бария

Мышечные спазмы, расстройства координации движений и мозговой деятельности; обильное слюноотделение, тошнота, рвота, колики, диарея, головокружение, шум в ушах, бледность кожных покровов, обильный холодный пот; слабость пульса, брадикардия, экстрасистолия.

Барий необходим: при ишемической болезни сердца, хронической коронарной недостаточности, заболеваниях органов пищеварения.

Кроме того, барий производит уплотняющее действие на ткани, и это действие используют для лечения гипертрофированных желез. Гомеопаты рекомендуют принимать углекислый барий пожилым людям, страдающим ожирением, когда присутствуют симптомы склероза мозговых сосудов, а также при некоторых сердечно–сосудистых заболеваниях (гипертоническая болезнь, аортит, аневризмы), заболеваниях дыхательных путей (аденоиды, хронические тонзиллиты, бронхиты, рецидивирующие ангины) и пищеварительного тракта (гастриты, метеоризм, поносы, запоры).

Пищевые источники бария: 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 (орех бразильский, соевые бобы и томаты) также способны накапливать барий из почвы. Однако, в районах, где концентрация бария в воде высока, питьевая вода также может внести вклад в суммарное потребление бария. опубликовано

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

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО НАДЗОРУ
В СФЕРЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ
КОНЦЕНТРАЦИИ БАРИЯ В ПИТЬЕВЫХ,
ПОВЕРХНОСТНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ ПРЕСНЫХ И
СТОЧНЫХ ВОДАХ ТУРБИДИМЕТРИЧЕСКИМ
МЕТОДОМ С ХРОМАТОМ КАЛИЯ

ПНД Ф 14.1:2:3:4.264-2011

Методика допущена для целей государственного
экологического контроля

МОСКВА 2011 г.

Методика рассмотрена и одобрена федеральным бюджетным учреждением «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия» (ФБУ «ФЦАО»).

Федеральное бюджетное учреждение «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия» (ФБУ «ФЦАО»)

Разработчик :

Филиал ФБУ «ЦЛАТИ по ДФО» - ЦЛАТИ по Приморскому краю

1 ВВЕДЕНИЕ

Настоящий документ устанавливает методику измерений массовой концентрации бария в питьевых, поверхностных, подземных пресных и сточных водах турбидиметрическим методом с хроматом калия.

Диапазон измерений от 0,1 до 6 мг/дм 3 .

Если массовая концентрация бария превышает верхнюю границу диапазона, то допускается разбавление пробы таким образом, чтобы массовая концентрация соответствовала регламентированному диапазону.

Если массовая концентрация бария в пробе меньше 1 мг/дм 3 , пробу необходимо концентрировать упариванием.

Кальций при содержании до 45 мг/дм 3 и стронций до 0,5 мг/дм 3 определению не мешают. Железо более 1 мг/дм 3 и алюминий предварительно отделяют уротропином (п. ).

2 ПРИПИСАННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

Таблица 1 - Диапазоны измерений, значения показателей точности, воспроизводимости и повторяемости