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

Оценке возможности использования результатов измерений при реализации методики измерений в конкретной лаборатории. 3 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ПОСУДА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, посуду, материалы, реактивы и стандартные образцы. 3.1 Средства измерений Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр любого типа, позволяющий измерять оптическую плотность при l = 540 нм. Кюветы с длиной поглощающего слоя 30 мм. Весы лабораторные специального или высокого класса точности с ценой деления не более 0,1 мг, наибольшим пределом взвешивания не более 210 г по ГОСТ Р 53228-2008 . Весы технические лабораторные по ГОСТ Р 53228-2008 . 3.2 Посуда и материалы Колбы мерные 2-50(1000)-2 по ГОСТ 1770-74 Пробирки мерные П-1-10-0,1 ХС по ГОСТ 1770-74 . Пипетки мерные с делениями 0,1 см 3,4(5)-2-1(2); 6(7)-1-5(10) по ГОСТ 29227-91 . Стаканы химические В-1-50 ТХС по ГОСТ 25336-82 . Воронки лабораторные В-75-110 ХС по ГОСТ 25336-82 . Фильтры обеззоленные по ТУ 6-09-1678-95. Бутыли из боросиликатного стекла или полимерного материала с притертыми или винтовыми пробками вместимостью 500 - 1000 см 3 для отбора и хранения проб и реактивов. Примечания . 1 Допускается использование других средств измерений, вспомогательного оборудования, посуды и материалов с метрологическими и техническими характеристиками не хуже указанных. 2 Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки. 3.3 Реактивы и стандартные образцы Аммоний уксуснокислый по ГОСТ 3117-78 . Аммоний хромовокислый по ГОСТ 3774-76 . Барий хлористый 2-водный по ГОСТ 4108-72 . Водорода пероксид (30 % водный раствор) по ГОСТ 10929-76 . Гексаметилентетрамин (уротропин) по ТУ 6-09-09-353-74. Калий хромовокислый по ГОСТ 4459-75 Кислота уксусная ледяная по ГОСТ 61-75 . Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72 . Государственные стандартные образцы (ГСО) состава раствора ионов бария с массовой концентрацией 1 мг/см 3 . Относительная погрешность аттестованных значений массовой концентрации не более 1 % при Р = 0,95. Примечания. 1 Все реактивы, используемые для анализа, должны быть квалификации ч.д.а. или х.ч. 2 Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже ч.д.а. 4 МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ Турбидиметрический метод определения массовой концентрации ионов бария основан на малой растворимости хромата бария в нейтральной среде. Ва 2+ + К 2 CrO 4 ® ВаCrO 4 + 2К + Оптическую плотность раствора измеряют при l = 540 нм в кюветах с длиной поглощающего слоя 30 мм. Интенсивность окраски прямо пропорциональна концентрации ионов бария. 5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ, ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ При работе в лаборатории необходимо соблюдать следующие требования техники безопасности. 5.1 При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007-76 . 5.2 Электробезопасность при работе с электроустановками соблюдается по ГОСТ Р 12.1.019-2009 . 5.3 Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83 . 5.4 Исполнители должны быть проинструктированы о мерах безопасности в соответствии с инструкциями, прилагаемыми к приборам. Организация обучения работающих безопасности труда производится по ГОСТ 12.0.004-90 . 6 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРА Выполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой фотометрического анализа, изучивший инструкцию по эксплуатации спектрофотометра или фотоколориметра и уложившегося в нормативы контроля при выполнении процедур контроля погрешности. 7 УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ Измерения проводятся в следующих условиях: Температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С. Относительная влажность не более 80 % при температуре 25 °С. Атмосферное давление (84 - 106) кПа. Частота переменного тока (50 ± 1) Гц. Напряжение в сети (220 ± 22)В. 8 ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ При подготовке к выполнению измерений проводят следующие работы: отбор и хранение проб, подготовка прибора, приготовление вспомогательных и градуировочных растворов, построение градуировочного графика, контроль стабильности градуировочной характеристики. 8.1 Отбор и хранение проб 8.1.1 Отбор проб производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб», ГОСТ Р 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор проб», ПНД Ф 12.15.1-08 «Методические указания по отбору проб для анализа сточных вод». 8.1.2 Бутыли для отбора и хранения проб воды обезжиривают раствором CMC, промывают водопроводной водой, азотной кислотой, разбавленной 1:1, водопроводной водой, а затем 3 - 4 раза дистиллированной водой. Пробы воды отбирают в бутыли из боросиликатного стекла или полимерного материала, предварительно ополоснутые отбираемой водой. Объем отбираемой пробы должен быть не менее 100 см 3 . 8.1.3 Если проба анализируется в течение суток, то проба не консервируется. При невозможности проведения измерений в указанные сроки пробу консервируют добавлением 1 см 3 концентрированной азотной кислоты или соляной кислоты (рН пробы менее 2) на 100 см 3 пробы. Срок хранения 1 месяц. Проба воды не должна подвергаться воздействию прямого солнечного света. Для доставки в лабораторию сосуды с пробами упаковываются в тару, обеспечивающую сохранение и предохраняющую от резких перепадов температуры. 8.1.4 При отборе проб составляют сопроводительный документ по форме, в котором указывают: цель анализа, предполагаемые загрязнители; место, время отбора; номер пробы; объем пробы; должность, фамилия отбирающего пробу, дата. 8.2 Подготовка прибора Подготовку спектрофотометра и фотоколориметра к работе проводят в соответствии с рабочей инструкцией по эксплуатации прибора. 8.3 Приготовление вспомогательных растворов Состав и количество образцов для градуировки приведены в таблице . Погрешность, обусловленная процедурой приготовления образцов для градуировки, не превышает 2,5 %. Таблица 2 - Состав и количество образцов для градуировки Массовая концентрация ионов бария в градуировочных растворах, мг/дм 3 Аликвотная часть рабочего градуировочного раствора с концентрацией 0,01 мг/см 3 , помещаемая в мерную пробирку 10 см 3 , см 3 В мерные пробирки вместимостью 10 см 3 вносят образцы для градуировки, доводят до метки дистиллированной водой и добавляют реактивы по п. . В качестве холостой пробы используют дистиллированную воду, которую проводят через весь ход анализа. Анализ образцов для градуировки проводят в порядке возрастания их концентрации. Для построения градуировочного графика каждую искусственную смесь необходимо фотометрировать 3 раза с целью исключения случайных результатов и усреднения данных. Из оптической плотности каждого градуировочного раствора вычитают оптическую плотность холостой пробы. При построении градуировочного графика по оси ординат откладывают значения оптической плотности, а по оси абсцисс - содержание бария в мг/дм 3 . 8.6 Контроль стабильности градуировочной характеристики Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят не реже одного раза в квартал, а также после ремонта или поверки прибора, при использовании новой партии реактивов. Средствами контроля являются вновь приготовленные образцы для градуировки (не менее 3 образцов из приведенных в таблице ). Градуировочную характеристику считают стабильной при выполнении для каждого образца для градуировки следующего условия: (1) где X - результат контрольного измерения массовой концентрации ионов бария в образце для градуировки, мг/дм 3 ; С - аттестованное значение массовой концентрации ионов бария в образце для градуировки, мг/дм 3 ; - среднеквадратическое отклонение внутрилабораторной прецизионности, установленное при реализации методики в лаборатории. Примечание . Допустимо среднеквадратическое отклонение внутрилабораторной прецизионности при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения: = 0,84s R , с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов анализа. Значения s R приведены в таблице . Если условие стабильности градуировочной характеристики не выполняется только для одного образца для градуировки, необходимо выполнить повторное измерение этого образца с целью исключения результата, содержащего грубую погрешность. Если градуировочная характеристика нестабильна, выясняют причины нестабильности градуировочной характеристики и повторяют контроль ее стабильности с использованием других образцов для градуировки, предусмотренных методикой. При повторном обнаружении нестабильности градуировочной характеристики строят новый градуировочный график. 9 ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ 9.1. Концентрирование Концентрирование проводят, если ожидаемая массовая концентрация бария в пробе меньше 1 мг/дм 3 . Определению мешает железо в концентрациях более 1 мг/дм 3 и алюминий. В их присутствии проводят предварительную обработку пробы. Для этого в термостойкий стаканчик вместимостью 50 см 3 вносят 10 см 3 исследуемой воды, добавляют по каплям раствор аммиака (по п. ) до выпадения гидроксидов, которые затем растворяют несколькими каплями соляной кислоты (по п. ). Если в пробе присутствует железо (II), то добавляют несколько капель перекиси водорода (по п. ) для его окисления. Затем приливают 5 - 10 см 3 раствора гексаметилентетрамина (по п. ). Содержимое кипятят и упаривают до объема несколько меньше 10 см 3 , фильтруют в мерную пробирку и промывают фильтр дистиллированной водой и доводят до метки 10 см 3 . Далее приступают к выполнению измерений (п. ). При невыполнении условия () могут быть использованы методы проверки приемлемости результатов параллельных определений и установления окончательного результата согласно разделу 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6 . 10.3 Расхождение между результатами анализа, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости. При выполнении этого условия приемлемы оба результата анализа, и в качестве окончательного может быть использовано их среднее арифметическое значение. Значения предела воспроизводимости приведены в таблице . При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы оценки приемлемости результатов анализа согласно разделу 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6 . Таблица 3 - Диапазоны измерений, значения пределов повторяемости и воспроизводимости при вероятности Р = 0,95 Допустимо результат измерений в документах, выдаваемых лабораторией, представлять в виде: Х ± D л , Р = 0,95, при условии D л < D , где X - результат измерений, полученный в точном соответствии с прописью методики; ± D л - значение характеристики погрешности результатов измерений, установленное при реализации методики в лаборатории и обеспечиваемое контролем стабильности. 12 КОНТРОЛЬ ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 12.1 Общие положения Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает: Оперативный контроль процедуры измерений; Контроль стабильности результатов измерений на основе контроля стабильности среднего квадратического отклонения (СКО) повторяемости, СКО промежуточной (внутрилабораторной) прецизионности и правильности. Периодичность контроля исполнителем процедуры выполнения измерений и алгоритмы контрольных процедур (с использованием метода добавок, с использованием образцов для контроля и т.п.), а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов измерений регламентируют во внутренних документах лаборатории. Разрешение противоречий между результатами двух лабораторий проводят в соответствии с 5.33 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 . 12.2 Оперативный контроль процедуры измерений с использованием метода добавок Оперативный контроль процедуры измерений проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры К к с нормативом контроля К . Результат контрольной процедуры K к рассчитывают по формуле: К к = |Х ¢ ср - Х ср - С д |, (5) где Х ¢ ср - результат измерений массовой концентрации бария в пробе с известной добавкой - среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (); Х ср - результат анализа массовой концентрации бария в исходной пробе - среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (); С д - величина добавки. Норматив контроля К рассчитывают по формуле (6) где D л,Х ¢ , D л,Х - значения характеристики погрешности результатов анализа, установленные в лаборатории при реализации методики, соответствующие массовой концентрации бария в пробе с известной добавкой и в исходной пробе соответственно. Примечание. Процедуру измерений признают удовлетворительной при выполнении условия: С - аттестованное значение образца для контроля. Норматив контроля К рассчитывают по формуле К = С ´d л ´ 0,01 (9) где ± d л - характеристика погрешности результатов анализа, соответствующая аттестованному значению образца для контроля. Значения d л приведены в таблице . Примечание . Допустимо характеристику погрешности результатов измерений при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения: D л = 0,84×D , с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов измерений. Процедуру анализа признают удовлетворительной, при выполнении условия: К к £ К (10) При невыполнении условия () контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия () выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

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

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.

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.

В 1774 году известным шведским фармацевтом Карлом Шееле был открыт такой химический элемент, как барий. И это большая досада, что такое важное открытие затянулось, ведь его могли сделать еще в средние века, если бы местные алхимики уделяли больше внимания научным рудам, а не изобретению философского камня. Многие из них мечтали научиться получать чистое золото из дешевых металлов, но тщетные попытки так ни к чему и не привели. Однако именно эти эксперименты и стали предпосылками к открытию бария.

В семнадцатом веке Винченцио Касциороло, итальянский алхимик и сапожник в одном лице, обнаружил в горах крупный тяжелый камень и попытался его проверить на наличие золота. С помощью угля и олифы незадачливый золотоискатель прокалил камень, но ничего ценного в нем не обнаружилось, зато произошло кое-что интересное. Камень стал светиться красным светом, причем это свечение не пропадало даже после полного остывания. Винченцио рассказал о своем открытии коллегам, которые принялись проводить различные опыты над подобными камнями, желая получить золото.

И только через 170 лет Шееле открыл оксид бария. А вот в чистом виде этот металл удалось получить английскому химику Хэмфри Дэви лишь в 1808 году. Свое название барий получил, благодаря своей тяжести, ведь по-гречески «барий» значит «тяжелый». И в самом деле, среди всех легких металлов (а именно к ним барий и относится) этот элемент обладает самым значительным весом. Так что название вполне оправданно.

Барий – это щелочноземельный металл, он обладает серебристо-белым цветом, а по текстуре этот элемент мягкий и немного вязкий. В чистом виде в природе его не найти. Барий получают искусственно из сульфатов, карбонатов, силикатов, а также из барита и тяжелого шпата. Кроме того, данный металл может содержаться в воде и живых организмах: растениях и органах животных.

Биологическая роль

Какова же роль бария в жизни человека. По заявлениям ученых, этот металл еще недостаточно тщательно изучен. И, по их дружному мнению, жизненно важной ценностью он не обладает. Но процесс изучения металла еще не окончен, так что все может в корне измениться, а сейчас барий относят к токсичным ультрамикроэлементам.

При различных заболеваниях ЖКТ, а также сердечнососудистых заболеваниях в организме резко снижается уровень бария. Также стало известно, что малое количество этого минерала способно оказывать влияние на гладкую мускулатуру кишечника, например, при отравлениях барием могут появиться мышечная слабость и даже мышечные спазмы.

Симптомы передозировки и дефицита бария

В человеке с массой тела около 70 кг содержится не менее 20-22 мг бария. В кишечнике в самых малых количествах всасываются соли бария, а вот в дыхательных путях этого элемента в 5-6 раз больше. Барий содержится не только в мышечных тканях, он есть и в головном мозге, и в селезенке, и в хрусталике глаза, и в крови, в костях и зубах. Последние содержат наибольшее количество бария, по сравнению с остальными органами и тканями. В зубах и костях – около 90% от общего количества. Этот элемент очень удачно гармонирует с кальцием, при необходимости даже может заменить его, так как эти минералы очень близки по своим химически свойствам. Но при чрезмерном количестве бария, к примеру, когда превышено его содержание в почвах, может произойти нарушение обмена кальция. А вследствие этого можно заработать уровскую болезнь – тяжелейшее заболевание, на фоне которого из-за быстрого вымывания кальция замедляются процессы окостенения, а опорно-двигательный аппарат скорейшим образом изнашивается.

Доза бария, наносящая вред здоровью человека, примерно 200 мг. А смертельно опасная доза определена нечетко, по одним источникам она начинается от 0,8 г, по другим – от 3,8 г. Но все-таки более вероятным кажется первый вариант.

Барий не вызывает онкологических заболеваний или мутаций, однако его опасность кроется в его токсичности. Безопасен лишь сульфат бария, который применяется в медицине, его применяют для рентгена. Когда содержание бария в организме превышено, он начинает поражать клетки крови, мышечные ткани, нейроны, ткани сердца и другие важные органы.

Избыточное поступление бария в человеческий организм в большинстве случаев связано с производственными или бытовыми отравлениями. По крайне мере, так это явление объясняют ученые.

Многие отрасли промышленности применяют этот металл. Среди них можно выделить нефтяную, электрическую, бумажную, стекольную, лакокрасочную, металлургическую, резиновую, керамическую, полиграфическую и многие другие.

При обработке древесины и при производстве инсектицидных средств применяют фторид бария. Таким образом, он используется и в сельскохозяйственной сфере, а ведь это вещество токсично для людей, животных и растений в равной степени. Вот почему его нужно как следует изучать.

По мнению ученых, в тех районах сельской местности, где активно применяют барий для борьбы с вредителями, намного чаще встречается такое заболевание, как лейкоз. И даже такие банальные вещи, как штукатурка, содержат соединения того металла, а значит строители также имеют риск заработать какое-либо заболевание на фоне избытка бария.

Очень опасны водорастворимые соли бария: карбонаты, сульфаты, нитраты и хлориды. Безопасными считаются только фосфаты и сульфаты бария.

При отравлении солями бария появляются следующие симптомы: ощущение жжения во рту, обильное выделение слюны, рвота, кишечные колики, диарея, обильное потоотделение и бледность кожных покровов. Нервная система тоже подает сигналы бедствия: появляется шум в ушах, нарушается координация, расстраивается мозговая деятельность. Пульс слабеет, могут произойти аритмия или брадикардия.

Существует и хроническая форма отравления барием. Правда, ее проявление не столь резкое, как при острой форме, но она не менее опасна для человека. Подобная проблема может возникнуть только у людей, работающих на производстве, где воздух загрязнен соединениями бария. Дело в том, что вдыхание пыли с такими соединениями приводит к многочисленным заболеваниям дыхательных путей, которые отягощаются фиброзным процессом. Рубцы и утолщения в тканях приводят к тяжелой одышке, которая постоянно прогрессирует, принося с собой сухой неудержимый кашель и боли в груди. Последствиями могут стать не только изменение дыхательных путей и легочная недостаточность, но и пневмония, различные бронхиты и туберкулез.

Избыток бария довольно сложно скорректировать. В некоторых ситуациях благополучный исход практически невозможен. Чтобы нейтрализовать соли бария, нужно ввести сернокислые соли кальция и магния. Только они способны преобразовать соли бария в сульфаты, которые потом можно спокойно вывести из организма.

При тяжелой степени отравления помощь должна быть молниеносной, что порой бывает невозможным, в таких ситуациях летальный исход может наступить в течение 24 часов. Уже 0,2-0,5 г этих веществ могут вызвать тяжелейшее отравление, не говоря уже о 0,8 г, которые могут привести к смерти.

При таком сильном отравлении необходимо в срочном порядке сделать промывание желудка и клизму с раствором сульфата магния и натрия. С помощью рвотных средств можно удалить нерастворимые соли бария, но это уже должно происходить в условиях стационара, как и последующее лечение.

Мало кому придет в голову принять барий внутрь, однако в медицинской практике были случаи, когда его употребляли ошибочно вместо другого препарата. Вот почему нужно знать, как вести себя в подобной ситуации.

Если говорить о работе на вредном производстве, то здесь главное – это вовремя сделать спектральный анализ волос, специальная процедура, которая поможет определить наличие хронического отравления солями бария. Ведь можно долгие годы не замечать проблемы, пока однажды не наступит кризис. Конечно, цена процедуры немаленькая, но здоровье все равно дороже. Так что стоит обезопасить себя и провериться, а в придачу к этому желательно время от времени проводить анализ питьевой воды в своем регионе.

Суточная потребность в барии

Несмотря на то, что свойства бария изучены плохо, существует суточная норма этого минерала. Она равна 0,3-0,9 мг в сутки. Воздействие бария на человеческий организм не всегда имеет негативный характер. Когда он работает вместе с ацетилхолином (это один из главных нейромедиаторов), их совместное действие расслабляет сердечную мышцу.

Человеческий организм получает барий вместе с водой и пищей. Этим минералом очень богаты морепродукты, в них его во много раз больше, чем в морской воде, а в морских водорослях его еще больше. То же самое касается и растений: если почва богата барием, то выросшее на ней растение будет в разы превышать это количество. В воде тоже может быть много бария, все зависит от местонахождения источника, а вот в воздухе этого элемента немного.