BIBLIOTHÈQUE DE LA FACULTÉ D'ÉCOLOGIE
Métaux lourds dans l'eau potable.
Problèmes de pollution de l'eau par les métaux lourds.
Aluminium (Al)
Il pénètre dans l'eau dans le processus de traitement de l'eau, en cas de violation technologique, avec des effluents industriels. Provoque des perturbations du SNC. Il existe des preuves de la neurotoxicité de l'aluminium, sa capacité à s'accumuler dans certaines conditions dans les tissus nerveux, le foie et les zones vitales du cerveau.
Baryum (Ba)
Dans la nature, il n'existe que sous forme de composés. Les minerais de baryum les plus courants sont la barytine (sulfate de baryum) et la withérite (carbonate de baryum). En partie, le baryum pénètre dans l'environnement à la suite d'activités humaines, cependant, pour l'eau, la principale voie de contamination par le baryum est naturelle, à partir de sources naturelles. En règle générale, la teneur en baryum des eaux souterraines est faible.
Avec une utilisation prolongée d'eau contenant du baryum, une augmentation de la pression artérielle est possible. Même une seule utilisation d'eau, dont la teneur en baryum dépasse considérablement le MPC, peut entraîner une faiblesse musculaire et des douleurs dans la région abdominale.
Bor (B)
Il pénètre dans l'eau à partir de roches sédimentaires contenant du bore et de roches composées de silicates calco-magnésiens-ferrugineux, d'aluminosilicates de gisements salins, ainsi que de roches volcaniques et d'argiles contenant du bore sorbé d'eau de mer, avec des eaux usées de verre, métallurgiques, la construction de machines, le textile, la céramique, les tanneries et les eaux usées municipales contenant des détergents, lorsque des engrais contenant du bore sont appliqués sur le sol et dans les endroits où des minerais contenant du bore sont développés.
Le bore s'accumule dans les plantes, en particulier dans les légumes et les fruits.
Avec une courte consommation de bore à des concentrations élevées, une irritation du tractus gastro-intestinal se produit. À long terme - une violation des processus digestifs devient chronique, une intoxication au bore se produit, ce qui peut affecter le foie, les reins et le système nerveux central.
Mn - Manganèse
Il pénètre dans les eaux de surface à la suite du lessivage de minéraux contenant du manganèse lors de la décomposition d'animaux aquatiques et d'organismes végétaux. Les composés de manganèse sont transportés dans des réservoirs avec les eaux usées des entreprises de l'industrie chimique.
Le Mn est un métal lourd, avec une teneur élevée en celui-ci, l'eau acquiert une couleur jaunâtre et un goût astringent.
À des niveaux dans l'approvisionnement en eau supérieurs à 0,1 mg/L, le manganèse peut provoquer l'accumulation de dépôts dans le système de distribution, tacher les appareils de plomberie et le linge et donner un mauvais goût aux boissons. Même à une concentration de 0,02 mg/l, le manganèse forme souvent un film sur les tuyaux, qui s'écaille sous forme de dépôt noir.
Parallèlement, la présence de manganèse dans l'eau potable est nécessaire au fonctionnement du cerveau et du système cardiovasculaire, cependant, son excès peut provoquer des maladies des systèmes osseux et hématopoïétique, avoir un effet toxique et/ou mutagène sur l'homme.
Plomb (Pb)
Sa présence dans les eaux usées indique leur contamination, ou la migration du plomb des structures de plomberie.
Affecte négativement les systèmes nerveux central et périphérique
Zinc (Zn)
Migre vigoureusement dans les eaux de surface et souterraines.
Les besoins quotidiens du corps en Zn sont couverts par la consommation de pain, de viande, de lait et de légumes.
Le zinc joue un rôle protecteur dans l'organisme lorsque l'environnement est contaminé par le cadmium.
Une carence en zinc dans le corps conduit au nanisme, retard du développement sexuel. Avec son apport excessif dans le corps, des effets cancérigènes et des effets toxiques sur le cœur, le sang, les reins sont possibles ; il peut provoquer une diminution de l'appétit, une anémie, des maladies allergiques, une hyperactivité, une dermatite, une perte de poids, une diminution de l'acuité visuelle, une perte de cheveux, développement sexuel retardé chez les garçons.
La description
Le baryum est un métal alcalino-terreux. Les composés de baryum sont largement utilisés dans les industries du pétrole, de l'électronique et du papier. Cet élément est un métal blanc argenté d'une densité de 3,78 g/cu. voir Dans la nature, le baryum ne se produit pas sous sa forme pure. Les composés les plus courants sont le sulfate de baryum et le carbonate de baryum. Le baryum pénètre dans l'eau à partir de sources naturelles, seule une petite proportion peut être attribuée aux activités humaines. Une grande concentration de métal se trouve dans les zones où se trouvent des minéraux tels que la witherite et la barytine. La teneur en baryum dans l'eau peut varier de 1 à 20 mg/l, tandis que la concentration admissible de la substance dans l'eau potable selon les normes de l'Organisation mondiale de la santé ne doit pas dépasser 0,7 mg/l, en Russie ce chiffre est d'environ 0,1 mg/l . Par conséquent, les questions sur la teneur en baryum de l'eau potable et la purification de l'eau à partir de cet élément sont importantes. L'impact du métal sur la santé humaine est élevé. Boire de l'eau à forte teneur en cette substance peut entraîner une augmentation de la pression artérielle, une faiblesse musculaire et des douleurs dans la cavité abdominale. Par conséquent, la purification de l'eau de cet élément est si importante.
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Le baryum a été découvert en 1774 par le célèbre pharmacien suédois Karl Scheele. Et c'est une grande déception qu'une découverte aussi importante ait été retardée, car elle aurait pu être faite au Moyen Âge si les alchimistes locaux accordaient plus d'attention aux minerais scientifiques, et non à l'invention de la pierre philosophale. Beaucoup d'entre eux rêvaient d'apprendre à obtenir de l'or pur à partir de métaux bon marché, mais de vaines tentatives n'ont abouti à rien. Cependant, ce sont ces expériences qui sont devenues les conditions préalables à la découverte du baryum.
Au XVIIe siècle, Vincenzio Casciorolo, un alchimiste et cordonnier italien, a découvert une grosse pierre lourde dans les montagnes et a tenté de la tester pour de l'or. À l'aide de charbon et d'huile de séchage, le chercheur d'or malchanceux a calciné la pierre, mais rien de précieux n'y a été trouvé, mais quelque chose d'intéressant s'est produit. La pierre a commencé à briller d'une lumière rouge et cette lueur n'a pas disparu même après un refroidissement complet. Vincentio a raconté sa découverte à ses collègues, qui ont commencé à mener diverses expériences sur des pierres similaires, voulant obtenir de l'or.
Et seulement 170 ans plus tard, Scheele a découvert l'oxyde de baryum. Mais sous sa forme pure, ce métal n'a été obtenu par le chimiste anglais Humphry Davy qu'en 1808. Le baryum tire son nom de sa gravité, car en grec "baryum" signifie "lourd". En effet, parmi tous les métaux légers (à savoir, le baryum leur appartient), cet élément a le poids le plus important. Le nom est donc tout à fait justifié.
Le baryum est un métal alcalino-terreux, il a une couleur blanc argenté et la texture de cet élément est douce et légèrement visqueuse. On ne le trouve pas sous sa forme pure dans la nature. Le baryum est obtenu artificiellement à partir de sulfates, de carbonates, de silicates, ainsi que de barytine et de spath lourd. De plus, ce métal se retrouve dans l'eau et les organismes vivants : plantes et organes d'animaux.
Rôle biologique
Quel est le rôle du baryum dans la vie humaine. Selon les scientifiques, ce métal n'a pas encore été étudié en profondeur. Et, de leur avis unanime, il ne possède pas de valeur vitale. Mais le processus d'étude du métal n'est pas encore terminé, donc tout peut changer radicalement, et maintenant le baryum est classé comme un ultramicroélément toxique.
Avec diverses maladies du tractus gastro-intestinal, ainsi que des maladies cardiovasculaires, le niveau de baryum dans le corps diminue fortement. Il est également devenu connu qu'une petite quantité de ce minéral peut affecter les muscles lisses de l'intestin, par exemple, avec un empoisonnement au baryum, une faiblesse musculaire et même des spasmes musculaires peuvent apparaître.
Symptômes de surdosage et de carence en baryum
Une personne pesant environ 70 kg contient au moins 20 à 22 mg de baryum. Les sels de baryum sont absorbés dans les intestins en très petites quantités, mais dans les voies respiratoires, cet élément est 5 à 6 fois plus élevé. Le baryum se trouve non seulement dans les tissus musculaires, mais aussi dans le cerveau, la rate, le cristallin, le sang, les os et les dents. Ces derniers contiennent la plus grande quantité de baryum par rapport aux autres organes et tissus. Dans les dents et les os - environ 90% du total. Cet élément s'harmonise très bien avec le calcium, si nécessaire, il peut même le remplacer, car ces minéraux sont très similaires dans leurs propriétés chimiques. Mais avec une quantité excessive de baryum, par exemple, lorsque sa teneur dans les sols est dépassée, le métabolisme du calcium peut être perturbé. Et en conséquence, vous pouvez gagner la maladie d'Urov - une maladie grave, dans le contexte de laquelle, en raison du lessivage rapide du calcium, les processus d'ossification ralentissent et le système musculo-squelettique s'use dès que possible.
La dose de baryum nocive pour la santé humaine est d'environ 200 mg. Et la dose mortelle n'est pas clairement définie, selon certaines sources, elle commence à partir de 0,8 g, selon d'autres - à partir de 3,8 g.Mais encore, la première option semble plus probable.
Le baryum ne provoque ni cancer ni mutation, mais son danger réside dans sa toxicité. Seul le sulfate de baryum est sûr, qui est utilisé en médecine, il est utilisé pour les rayons X. Lorsque la teneur en baryum dans le corps est dépassée, elle commence à affecter les cellules sanguines, les tissus musculaires, les neurones, les tissus cardiaques et d'autres organes importants.
L'apport excessif de baryum dans le corps humain est dans la plupart des cas associé à une intoxication industrielle ou domestique. C'est du moins ainsi que les scientifiques expliquent le phénomène.
De nombreuses industries utilisent ce métal. Parmi eux figurent le pétrole, l'électricité, le papier, le verre, la peinture et le vernis, la métallurgie, le caoutchouc, la céramique, l'imprimerie et bien d'autres.
Le fluorure de baryum est utilisé dans la transformation du bois et dans la production d'insecticides. Ainsi, il est également utilisé dans le secteur agricole, et cette substance est également toxique pour les humains, les animaux et les plantes. C'est pourquoi il doit être bien étudié.
Selon les scientifiques, dans les zones rurales où le baryum est activement utilisé pour la lutte antiparasitaire, une maladie telle que la leucémie est beaucoup plus courante. Et même des choses aussi banales que le plâtre contiennent des composés de ce métal, ce qui signifie que les constructeurs risquent également de développer une sorte de maladie dans le contexte d'un excès de baryum.
Les sels de baryum solubles dans l'eau sont très dangereux : carbonates, sulfates, nitrates et chlorures. Seuls les phosphates et sulfates de baryum sont considérés comme sûrs.
Lors d'une intoxication aux sels de baryum, les symptômes suivants apparaissent: sensation de brûlure dans la bouche, salivation abondante, vomissements, coliques intestinales, diarrhée, transpiration abondante et pâleur de la peau. Le système nerveux donne également des signaux de détresse : des acouphènes apparaissent, la coordination est perturbée, l'activité cérébrale est perturbée. Le pouls s'affaiblit, une arythmie ou une bradycardie peut survenir.
Il existe également une forme chronique d'empoisonnement au baryum. Certes, sa manifestation n'est pas aussi nette que dans la forme aiguë, mais elle n'est pas moins dangereuse pour l'homme. Un problème similaire ne peut survenir que chez les personnes travaillant dans des usines où l'air est contaminé par des composés de baryum. Le fait est que l'inhalation de poussières contenant de tels composés entraîne de nombreuses maladies respiratoires, aggravées par le processus fibreux. La cicatrisation et l'épaississement des tissus entraînent un essoufflement sévère, qui progresse constamment, entraînant une toux sèche incontrôlable et des douleurs thoraciques. Les conséquences peuvent être non seulement une modification des voies respiratoires et une insuffisance pulmonaire, mais également une pneumonie, diverses bronchites et tuberculose.
L'excès de baryum est assez difficile à corriger. Dans certaines situations, un résultat positif est presque impossible. Pour neutraliser les sels de baryum, il est nécessaire d'introduire des sels de sulfate de calcium et de magnésium. Seuls eux sont capables de convertir les sels de baryum en sulfates, qui peuvent ensuite être éliminés en toute sécurité du corps.
En cas d'empoisonnement grave, l'aide doit être rapide comme l'éclair, ce qui est parfois impossible, dans de telles situations, une issue fatale peut survenir dans les 24 heures. Déjà 0,2 à 0,5 g de ces substances peuvent provoquer une intoxication grave, sans parler de 0,8 g, pouvant entraîner la mort.
Avec un empoisonnement aussi grave, il est urgent de faire un lavage gastrique et un lavement avec une solution de sulfate de magnésium et de sodium. À l'aide d'émétiques, les sels de baryum insolubles peuvent être éliminés, mais cela devrait déjà se produire en milieu hospitalier, ainsi que le traitement ultérieur.
Peu de gens penseraient à prendre du baryum par voie orale, mais dans la pratique médicale, il y a eu des cas où il a été utilisé par erreur à la place d'un autre médicament. C'est pourquoi vous devez savoir comment vous comporter dans une telle situation.
Si nous parlons de travail dans des industries dangereuses, l'essentiel ici est de faire une analyse spectrale des cheveux dans le temps, une procédure spéciale qui aidera à déterminer la présence d'un empoisonnement chronique aux sels de baryum. Après tout, vous ne pouvez pas remarquer de problèmes pendant de nombreuses années, jusqu'au jour où une crise survient. Bien sûr, le prix de la procédure est assez élevé, mais la santé est encore plus chère. Il vaut donc la peine de se protéger et de se faire dépister, et en plus de cela, il est conseillé d'analyser de temps en temps l'eau potable de votre région.
Besoin quotidien en baryum
Malgré le fait que les propriétés du baryum soient mal comprises, il existe une norme quotidienne de ce minéral. Il est égal à 0,3-0,9 mg par jour. L'impact du baryum sur le corps humain n'est pas toujours négatif. Lorsqu'il agit avec l'acétylcholine (l'un des principaux neurotransmetteurs), leur action combinée détend le muscle cardiaque.
Le corps humain reçoit du baryum par l'eau et la nourriture. Les fruits de mer sont très riches en ce minéral, il y en a beaucoup plus que dans l'eau de mer, et dans les algues c'est encore plus. Il en va de même pour les plantes: si le sol est riche en baryum, la plante qui y pousse dépassera plusieurs fois cette quantité. Il peut aussi y avoir beaucoup de baryum dans l'eau, tout dépend de l'emplacement de la source, mais il n'y a pas beaucoup de cet élément dans l'air.
Le baryum, l'un des éléments du tableau périodique de Mendeleïev, a été découvert en 1774 par le célèbre chimiste et pharmacien suédois Carl Scheele. Le baryum est un métal alcalino-terreux, de couleur blanc argenté, mou, légèrement visqueux. Il est impossible de le rencontrer dans la nature sous sa forme pure, il est isolé, si nécessaire, de composés - silicates, carbonates, sulfates; ainsi que des minéraux, plus souvent du spath lourd (barytine). Le baryum se trouve également dans l'eau, dans les organismes vivants - tissus animaux, certaines plantes.
baryum dans le corpsHumain
Et que signifie pour nous le baryum, quel rôle joue-t-il dans le corps humain ? Selon les biologistes, il n'est pas bien compris, il n'est même pas conditionnellement considéré comme un élément vital. Cependant, le baryum est à l'étude et on en saura probablement bientôt plus sur son rôle. Entre-temps, les scientifiques l'ont attribué au groupe des ultramicroéléments toxiques.
Dans le cas de maladies du système digestif, de certaines maladies du système cardiovasculaire, la teneur en baryum dans le corps diminue. Il a été prouvé que même des quantités négligeables de baryum ont un effet notable sur les muscles lisses - après tout, en cas d'empoisonnement au baryum, une faiblesse musculaire sévère est constatée, des spasmes musculaires apparaissent.
Et bien que le rôle du baryum n'ait pas été entièrement étudié, sa dose quotidienne requise par une personne a été déterminée : 0,3 à 0,9 mg. De plus, l'effet relaxant du baryum n'est en aucun cas toujours nocif : les scientifiques ont prouvé que le baryum agit simultanément avec l'acétylcholine, qui est le principal neurotransmetteur, il aide à détendre le muscle cardiaque.
baryum dans les aliments
Le baryum pénètre dans le corps humain avec de l'eau, de la nourriture. Certains fruits de mer contiennent des dizaines de fois (plantes marines - des centaines) plus que l'eau de mer. La teneur en baryum des plantes - soja, tomates peut être plusieurs dizaines de fois supérieure à la teneur des sols sur lesquels elles poussent; il arrive parfois qu'il y ait beaucoup de baryum dans l'eau potable, mais pas souvent; et dans l'air - un peu.
Excès de baryum
Le corps humain, dont le poids corporel est d'environ 70 kg, contient environ 20 à 22 mg de baryum. Les sels de baryum solubles dans l'intestin sont absorbés en petite quantité; dans les organes respiratoires, il peut être 6 à 8 fois plus élevé. Le baryum est présent non seulement dans les tissus musculaires et sanguins - dans les os, les dents, sa teneur est supérieure à celle des autres tissus du corps - près de 90%. Le baryum dans le corps interagit bien avec le calcium - il est capable de le remplacer dans les os, car il a des propriétés biochimiques proches. Mais dans le cas d'un apport excédentaire constant de baryum - par exemple, s'il est abondant dans les sols - une violation du métabolisme du calcium se produit, ce qui peut entraîner le développement d'une maladie grave - la maladie d'Urov, qui se caractérise par un ralentissement de les processus d'ossification, l'usure rapide du système musculo-squelettique.
Dans le corps humain, le baryum se trouve dans le cerveau, les muscles, la rate et le cristallin de l'œil.
Une dose de 200 mg s'est avérée nocive pour l'homme; en ce qui concerne la dose létale, les avis divergent - elle varie de 0,8 à 3,7 g, il est probable que le premier chiffre soit plus précis.
Le baryum n'est pas considéré comme un élément capable de provoquer un cancer ou une mutation, cependant, ses composés sont toxiques pour l'homme, à l'exception d'une substance utilisée en médecine pour les rayons X - le sulfate de baryum.
L'augmentation de la teneur en baryum dans le corps affecte négativement les neurones, les cellules sanguines, les tissus cardiaques et d'autres organes.
Comment l'excès de baryum pénètre-t-il dans le corps? Selon les biologistes, il s'agit de ce qu'on appelle "l'apport excessif" - bien qu'ils ne précisent pas comment cela se produit. On suppose qu'il peut s'agir d'empoisonnements industriels et domestiques.
Le fluorure de baryum, qui est utilisé dans le processus de transformation du bois, la production d'insecticides - par conséquent, il est utilisé dans l'agriculture, mais il peut avoir un effet nocif sur les humains et les animaux, une étude approfondie est donc nécessaire.
Des études ont confirmé que les résidents ruraux sont plus susceptibles de souffrir de leucémie dans les endroits où des composés de baryum sont utilisés pour lutter contre les ravageurs ; certains types de matériaux de finition - par exemple, le plâtre, peuvent provoquer des maladies chez les constructeurs qui les utilisent.
Les sels de baryum hydrosolubles sont également considérés comme dangereux pour l'homme - carbonates, sulfures, chlorures, nitrates; mais les sulfates et les phosphates de baryum sont pratiquement sans danger.
En cas d'intoxication aux sels de baryum, les symptômes sont prononcés : sensation de brûlure dans la bouche, l'œsophage, salivation abondante, nausées, vomissements, dyspepsie, coliques dans les intestins. Signes de dommages au système nerveux: troubles du cerveau, troubles de la coordination des mouvements, apparition d'acouphènes, vertiges; signes de dommages au système cardiovasculaire: bradycardie, pouls extrasystolique faible; transpiration abondante - sueurs froides, peau pâle.
L'empoisonnement chronique peut survenir chez les travailleurs des industries dangereuses, il n'a pas une manifestation aussi nette. Lors de l'inhalation de poussières contenant des composés de baryum, au fil du temps, les travailleurs développent une pneumoconiose - des dommages aux poumons avec la formation d'un processus fibreux en eux. Des cicatrices et des épaississements apparaissent dans le tissu conjonctif, un essoufflement progressif se développe, se manifestant par une toux sèche. Progressivement, des signes d'insuffisance pulmonaire se rejoignent, des modifications des voies respiratoires et d'autres complications surviennent : bronchite, pneumonie, tuberculose.
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