Биогенные элементы 2А группы

бериллий магний кислотность биогенный

Разрушитель костей

1. Бериллий относится к токсичным ультрамикроэлементам. Физиологическая роль бериллия в организме человека изучена недостаточно, однако известно, что бериллий может участвовать в регуляции фосфорно-кальциевого обмена, поддержке иммунного статуса организма.Суточная потребность организма человека точно не установлена, однако есть данные, что оптимальное среднесуточное поступление бериллия составляет 10-20 мкг.

В организм человека бериллий может попадать как с пищей, так и через легкие. При введении в растворимой форме в желудочно-кишечный тракт бериллий взаимодействует с фосфатами и образует плохо растворимый Be3 (PO4) 2 или связывается с белками эпителиальных клеток в прочные протеинаты. Поэтому всасываемость бериллия в желудочно-кишечном тракте невелика и колеблется от 4 до 10% от поступившего количества. Следует отметить, что этот показатель зависит также и от кислотности желудочного сока.

Биологическая роль в организме человека. В основном бериллий участвует в обмене магния и фосфора в ткани. Установлено, что активность соединений бериллия отчетливо проявляется в различных биохимических превращениях, связанных с участием неорганических фосфатов.

Синергисты и антагонисты бериллия. Антагонистом бериллия является магний. Магний в организме преимущественно находится внутри клеток, где образует соединения с белками и нуклеиновыми кислотами, содержащими связи Mg-N и Mg-O. Сходство физико-химических характеристик ионов Be2+ и Mg2+ обусловливает их способность к взаимному замещению в таких соединениях. Это объясняет, в частности, ингибирование магнийсодержащих ферментов при попадании в организм бериллия.

Признаки недостаточности бериллия. Научные данные отсутствуют.

Основные проявления избытка бериллия: поражение легочной ткани (фиброз, саркоидоз), поражение кожи - экзема, эритема, дерматоз (при контактах соединений бериллия с кожей), бериллиоз, лихорадка литейная (раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей); эрозии слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта, нарушение функций миокарда, печени, развитие аутоиммунных процессов, опухоли.

Бериллий необходим: в древности бериллом (силикат алюминия и бериллия) лечили огромное количество женских заболеваний. Бытовало мнение, что с помощью порошка берилла можно избежать опущения матки, зубной и головной боли, а бериллиевые браслеты защищают от заболеваний яичников и мочевого пузыря. Врачи-литотерапевты современности рекомендуют носить берилл в случае расстройств нервной системы и хронических болезней дыхательной системы.

Пищевые источники бериллия: поступление бериллия с пищей и водой незначительно, значительные количества накапливаются в томатах.

Основной путь поступления бериллия в организм - ингаляционный, т.е. через дыхательные пути. У людей, которые работают в условиях, где есть вероятность вдыхания пыли, содержащей бериллий, может развиться профессиональное заболевание - бериллиоз (бериллиевая или химическая пневмония).

2. Магний.

Magnifique - значит великолепный. От этого французского слова получил название элемент периодической таблицы - магний. На открытом воздухе горит это вещество очень эффектно, великолепным ярким пламенем. Отсюда и магний. Однако великолепен магний не только тем, что горит красиво.

Необычайно важна роль магния в организме человека для обеспечения протекания различных жизненных процессов. И, к счастью, с горением это не связано никак. А какие это процессы? Давайте рассмотрим.

Организма человека содержит, в среднем, 20 - 30 миллиграммов магния. 70% этого количества включают в себя кости скелета, остальной объём содержится в мышцах, железах внутренней секреции. Небольшое количество магния присутствует в крови. Магний успокаивает нервную систему, и центральную, и периферическую. Вообще, магний необходим для регулировки равновесия в мышечной и нервной тканях. Магний как бы обеспечивает «внутренний покой» организма.

Магний является кофактором и активатором некоторых ферментов - энолазы, щелочной фосфатазы, карбоксилазы, гексокиназы. Установлено участие магния в фосфорном и углеводном обмене. Элемент оказывает асептическое и сосудорасширяющее действие. Под воздействием соединений магния усиливается перистальтика кишечника, лучше отделяется желчь и выводится холестерин, снижается нервно-мышечная возбудимость. Магний участвует в синтезе белка. Наряду с вышеперечисленным роль магния в организме человека заключается в оказании щелочного действия на органы и ткани.

С участием магния протекает более трёх сотен ферментативных реакций. Особенно активно магний участвует в процессах, которые связаны с утилизацией энергии, в частности, с расщеплением глюкозы и удалением из организма отработанных шлаков и токсинов. В процессах синтеза белка роль магния - производство ДНК. Получено подтверждение, что тиамин (В1), пиридоксин (В6) и витамин С полноценно усваиваются именно в присутствии магния. Благодаря магнию более устойчивой становится структура клеток во время их роста, эффективнее проходит регенерация и обновление клеток тканей и органов. Магний, этот «великолепный» элемент, стабилизирует костную структуру и придаёт костям твёрдость.

Нехватка магния в организме

К сожалению, человек редко обращает внимание на дефицит магния в организме. А между тем, постоянная нехватка магния в организме вызывает масштабные функциональные нарушения во всех органах. О недостаточности магния говорят судороги в мышцах и дрожь, повышенная раздражительность, ухудшение концентрации. Из-за того, что при недостатке магния снижается уровень кальция, возникает остеопороз костей. Нарушение функционирования паращитовидной железы и сбои в работе сердца тоже являются проявлениями недостатка магния. Начальные симптомы нехватки магния заметить несложно - раздражительность и тремор, внезапные головокружения, сопровождаемые потерей равновесия, упомянутые уже мышечные судороги, покалывающие ощущения в ногах, выпадают волосы, повышается ломкость ногтей. Все эти симптомы наблюдаются у алкоголезависимых людей, а так же у тех, кто в больших объёмах употребляет чёрный чай, кофе, чрезмерно солёные или сладкие блюда. Специалисты уверены, что инфаркт людей в возрасте от 30 до 40 лет вызывается именно недостаточным содержанием магния в сердечной мышце. 50%-ная недостаточность магния может привести к летальному исходу.

Установить, грозит ли вам нехватка магния в организме со всеми вытекающими последствиями, сравнительно просто. Необходимо принять вертикальное положение, напрячь мышцы или с усилием потянуться. Болезненные ощущения в лодыжках - первый тревожный «звонок». Необходимо предпринять меры к восстановлению магниевого баланса. Однако не переусердствуйте. Ибо избыток магния в организме вреден не меньше, чем недостаток.

Избыток магния в организме.

Избыточный «запас» магния в тканях и органах создать довольно непросто, ведь магний эффективно отфильтровывается почками. Передозировка магния часто возникает при неумеренном приеме магнийсодержащих лекарственных средств при прохождении курсов терапии. Наиболее распространенные симптомы избытка магния «на глазок» определить достаточно сложно. Очень трудно увидеть, угнетены ли у человек рефлексы и усилены ли тормозные процессы в ЦНС. Остеопороз вообще диагностируется только по рентгеновскому снимку, а брадикардия - по результатам кардиографии. Однако существуют и видимые проявления. Значительный избыток магния в организме подозревается, если человека постоянно тошнит, человек вялый, у него наблюдается тяжёлая диарея, нарушение ритмов сердцебиения.

В каких продуктах содержится магний.

Наиболее богаты магнием орехи, фасоль, да и вообще, семена всех бобовых культур. К примеру, половина стакана свежей фасоли содержит около 150 миллиграммов магния. Тот же объём бобов сои - более 200 миллиграммов. Сваренные овощи - шпинат, ботва свёклы, капуста кольраби тоже богаты магнием. Однако при длительной обработке овощей в большом количестве воды магний вымывается. Наверное, стоит упомянуть, в каких продуктах содержится магний в малых количествах. Это все мучные изделия, содержащие сдобу. Овощи содержат магний в разных количествах, и зависит оно от почв и от внесения удобрений.

Большое количество магния зафиксировано в какао, овсяной крупе, отрубях пшеницы, в сушеных абрикосах, черносливе, салате, укропе, яйцах.

3. Кальций.

Кальций играет огромную роль в жизнедеятельности человеческого организма. Можно смело сказать, что из всех элементов - кальций является главным, не только в количественном, но и в функциональном отношении. В организме человека содержится 1000-1200 г. кальция, 99% - включено в костную ткань, дентин, эмаль зубов, а 1% играет исключительно важную роль как внутриклеточный кальций, кальций крови и тканевой жидкости. Понятно, что кальций играет важнейшую роль в формировании костей. Кальций участвует в процессах передачи нервных импульсов, обеспечивает равновесие между процессами возбуждения и торможения в коре головного мозга, участвует в регуляции сократимости скелетных мышц и мышцы сердца, влияет на кислотно-щелочное равновесие организма, активность рада ферментов. Он является также важным элементом буферной системы организма, поддерживающей рН (водородный показатель) на необходимом для каждой системы и среды организма уровне. рН крови одна из самых жестких физиологических констант организма. В норме этот показатель может меняться в пределах 7,4 (±0,02). Сдвиг этого показателя хотя бы на 0,1 может привести к тяжелой патологии. При сдвиге рН крови на 0,2 развивается коматозное состояние, на 0,3 - человек погибает. Человеческий организм на 70% состоит из воды, поэтому все вещества, изменяющие ее состав и кислотность, оказывают глобальное воздействие на организм в целом. Практически все жидкости, находящиеся в системе человеческого организма, являются либо нейтральными, либо слабощелочными, за исключением желудочного сока: рН желудочного сока составляет 1,0; здоровой крови - 7,4; здоровой лимфы - 7,5; слюны - 7,4.

Сдвиг равновесия в сторону повышения кислотности системы является одной из основных причин многих заболеваний. Организм с трудом удаляет избыток кислот, поэтому, когда повышается кислотность крови или лимфы на длительное время, возникают различные заболевания. Пища, богатая кальцием, магнием, калием, является щелочеобразующей, тогда как пища, изобилующая фосфором, серой, хлором, - кислотообразующей. Наши повседневные продукты питания являются кислотообразующими, а значит соотношение кислот и щелочей в организме будет 4:1. А в идеале все должно быть как раз наоборот! В кислой среде интенсивно размножаются многие вирусы и бактерии, в щелочной же среде они, как правило, погибают. Когда система организма ощелачивается и возвращается нормальный кислотно-щелочной баланс, человек начинает выздоравливать. В наше время мы редко употребляем формирующую щелочную среду «натуральную» пищу, такую как - свежие фрукты, овощи, орехи. Например, у наших древних предков, первобытных охотников и собирателей, мясо составляло лишь 20% от всей потребляемой пищи. Сегодня многие едят его даже два раза в день, при этом кислотность еще более увеличивается при употреблении алкоголя и никотина. Нужно также еще заметить, что к сожалению, недостаточно просто употреблять пищу, богатую кальцием, его нужно еще и усвоить, а для этого необходимо перевести кальций в ионную форму. Этот процесс происходит в желудке в результате воздействия соляной кислоты, но при снижении её выработки нарушается усвоение кальция. Именно поэтому с возрастом развивается дефицит кальция в организме: к 40 годам он наблюдается у 50% людей, а к 60 годам уже у 90%, что проявляется утомляемостью, ранним старением, снижением концентрации внимания, судорогами икроножных мышц, заболеваниями сердечнососудистой системы, органов дыхания. Так развивается хроническая кальциевая недостаточность.

Недостаточное поступление кальция в организм усиливает выведение его из костей в кровь, вызывая деминерализацию костей и остеопороз.

В крови при этом, определяется нормальное или даже повышенное содержание кальция. Очень часто это смущает врачей, и они рекомендуют ограничить прием БАД и продуктов, содержащих кальций, чем еще больше усугубляют патологический процесс. Постоянное «вымывание» кальция из костей ведет к развитию остеопороза. Он проявляется болями в костях, нарушением двигательной активности и может привести к инвалидности…

Кальций является одним из ключевых элементов в поддержании здоровья организма и выполняет очень много функций. Так в частности, ионы кальция передают возбуждение на мышечное волокно, что обеспечивает сократительную способность мышц, в том числе и миокарда, обеспечивают нормальную проницаемость клеточных мембран, снижают повышенную чувствительность к аллергенам; участвуют в процессе свертывания крови, действуя как кровоостанавливающее средство; влияют на минеральный обмен и многие другие процессы в организме человека. Достаточно просто сказать, что дефицит кальция может стать причиной более чем 100 заболеваний (!).

При нейтрализации избыточной кислотности организма, а также снабжении его необходимыми микроэлементами - мы будем гораздо меньше подвержены таким дегенеративным заболеваниям, как сердечно-сосудистые болезни, рак, артрит, остеопороз и многие другие. Эти болезни можно смело назвать болезнями цивилизации, в частности, потому, что их причиной является наш быстрый образ жизни, ориентированный на готовую, часто замороженную пищу (мясо, рыбу, полуфабрикаты, изделия из муки и сахара, синтетические напитки, сигареты, алкоголь и кофеин.

4. Стронций.

Стронций - это химический элемент, который является составной частью микроорганизмов, в том числе растений и животных. Важно сразу определиться с тем, что природный стронций, который практически не токсичен, нерадиоактивен и применяется при лечении остеопороза, нельзя путать с радиоактивными изотопами стронция. Стабильный природный стронций выполняет незначительные функции в жизнедеятельности живых организмов, всегда присутствуя в тканях, как постоянный спутник кальция.

Стронций в организме человека.

Стронций - остеотроп, элемент избирательно накапливающийся в определенных тканях организмов живых существ. Такими тканями являются кости, то есть накопление стронция в организме человека происходит в скелете. Связано это с тем, что химические свойства стронция сходны со свойствами кальция, являющегося главным строительным элементом скелетов всех живых организмов. Поясняя избирательное накопление стронция в человеческом организме, стоит отметить, что в мышечных тканях этого элемента накапливается всего 1%, все остальное количество - в костных тканях.

Когда возникает дефицит кальция, а организм находится в среде содержащей радиоактивный стронций, то он начинает накапливать данный радионуклид в костях.

С накоплением стронция в костях связана особая проблема - этот радионуклид крайне медленно выводится из организма человека. К примеру, спустя 200 дней организм может избавиться лишь от половины всего накопленного им стронция.

Радиоактивный стронций, накапливаясь в костях, вызывает облучение такого важного органа в организме человека, как костный мозг, что может спровоцировать соответствующие заболевания.

В норме природный стронций быстро накапливается в детских организмах до 4-х лет, так как именно в этот период происходит активное формирование костной ткани и организм использует любой подходящий для этого «строительный материал».

Значение стронция для человека.

Стабильный природный стронций, который нерадиоактивен, играет свою роль в ходе формирования костно-мышечных тканей молодого организма. Его содержание в организме составляет - 0,024% на золу. При нарушении работы сердечно-сосудистой и пищеварительной систем отмечаются изменения обмена стронция. Известно использование стронция для лечения остеопороза, склеротических изменений и в качестве противоопухолевого средства. Главное биологическое значение стронция состоит в его участии в процессах оссификации (формирования костной ткани).

Исследования радиостронция с атомной массой 89 и 90 (Sr89 и Sr90) выявили, что его накапливание происходит с возрастом и напрямую связано с характером питания. Что позволило сделать выводы о том, что рацион питания, богатый кальцием ведет к незначительной задержке стронция в организме и наоборот, недостаток кальция в рационе провоцирует накопление излишков стронция в организме человека. В медицинских целях используется и радиоактивный стронций в виде аппликаторов для лечения глазных и кожных болезней.

Избыток стронция.

Высокая концентрация стронция крайне опасна, особенно для детского организма. Радиоактивный стронций негативно сказывается на растущей костной ткани, облучая ее и приводя к болезням суставов и их деформации, что также сопровождается задержкой в росте ребенка. Такое заболевание называется стронциевым рахитом.

Стронциевый рахит.

Принципиальное отличие стронциевого рахита от обычного в том, что он не излечивается с помощью препаратов витамина D, коррекции питания с оптимальным балансом кальция и фосфора. Однако сам процесс механизма угнетающего воздействия стронция на образование костной ткани еще окончательно не изучен. Стронциевый рахит животных, возникающий в природных условиях известен ученым. Так в местах с высоким содержанием стронция в воде, почве и растительности, у животных отмечается ломкость и деформация костей. Повышенное содержание стронция в почве, а также стронциевый рахит животных непосредственно связан с возникновением уровской болезни (болезни Кашина-Бека) у людей, как разновидности стронциевого paхита. Высокое содержание стронция в костях ведет к облучению и поражению костного мозга. Если процесс облучения становится хроническим (постоянным), то начинает развиваться лучевая болезнь, возможно образование злокачественных опухолей в костных тканях и системах кровообразования. Избыток стронция провоцирует лейкемию, ведет к нарушению работы печени и мозга.

Пути поступления стронция в организм человека.

Попадая в окружающую среду, стронций накапливается в растительном покрове, и как следствие, в мясе и молоке домашних животных, поедающих эту растительность. Почва также накапливает стронций, который может попадать в человеческий организм с пылью.

Таким образом, в организм человека стронций может попасть через:

воду, предельно допустимое содержание стронция в воде - 8 мг/л в нашей стране, 4 мг/л - в США;

пищу, особенно много стронция накапливается в такой растительной пище, как укроп, петрушка, лук, томаты, свекла, редис, капуста, редька, рожь, пшеница и ячмень;

через кожу;

при дыхании через легкие.

Особому риску подвержены люди, работающие со стронцием в областях радиоэлектронной промышленности, металлургии, металлотермии, на производстве радиоактивных, магнитных материалов и др.

Воздействие нерадиоактивного стронция на организм.

Нерадиоактивный стронций может негативно повлиять на организм человека только в исключительных редких случаях при стечении таких факторов, как неполноценное питание, сопряженное с дефицитом витамина Д и кальция, а также при дисбалансе в организма некоторых элементов, таких как молибден, селен, барий и др. В этом случае особую группу риска составляют дети, которые больше подвержены риску поражения суставов, их деформации, возможной задержке рота и другим нарушениям. Однозначно опасен радиоактивный стронций, накапливающийся костными тканями человека, облучающий их и костный мозг, что в свою очередь может вызвать рак костного мозга и лучевую болезнь. Важным способом профилактики поступления в организм стронция с пищей является правильное ее приготовление, так как кулинарная обработка помогает значительно снизить концентрацию этого радионуклида.

Нехватка стронция.

Опыты, проводимые на морских свинках и крысах показали, что при потреблении животными пищи с намеренно низким содержанием стронция отмечалось угнетение их роста, нарушение нормальной кальцификации зубов и костей, увеличение количества случаев развития кариеса зубов. У людей достаточно редко наблюдается пониженное содержание в организме стронция, благодаря широкому распространению и повсеместному употреблению молочных продуктов, богатых кальцием. Иногда пониженное содержание стронция фиксируется у кормящих матерей. Важно понимать, что в организме человека все должно быть сбалансировано и то, что как избыток, так и дефицит какого-либо элемента может вести к нарушению работы организма и возникновению связанных с этим заболеваний.

5. Барий.

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.

6. Радий.

Радий чрезвычайно радиотоксичен. В организме он ведёт себя подобно кальцию - около 80% поступившего в организм радия накапливается в костной ткани. Большие концентрации радия вызывают остеопороз, самопроизвольные переломы костей и злокачественные опухоли костей и кроветворной ткани. Опасность представляет также радон - газообразный радиоактивный продукт распада радия.

Радий (лат. Radium), Ra, радиоактивный химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 88. Известны изотопы радия с массовыми числами 213, 215, 219-230. Самым долгоживущим является a-радиоактивный 226Ra с периодом полураспада около 1600 лет. В природе как члены естественных радиоактивных рядов встречаются 222Ra (специальное название изотопа - актиний-икс, символ AcX), 224Ra (торий-икс, ThX), 226Ra и 228Ra (мезоторий-I, MsThI).

Радий в организме. Из естественных радиоактивных изотопов наибольшее биологическое значение имеет долгоживущий 226Ra. Радий неравномерно распределён в различных участках биосферы. Существуют геохимические провинции с повышенным содержанием радия. Накопление радия в органах и тканях растений подчиняется общим закономерностям поглощения минеральных веществ и зависит от вида растения и условий его произрастания. Как правило, в корнях и листьях травянистых растений радия больше, чем в стеблях и органах размножения; больше всего радия в коре и древесине. Среднее содержание радия в цветковых растениях 0,3-9,0x10-11 кюри/кг, в мор. водорослях 0,2-3,2x10-11 кюри/кг.

В организм животных и человека поступает с пищей, в которой он постоянно присутствует (в пшенице 20-26x10-15 г./г, в картофеле 67-125x10-15 г./г, в мясе 8x10-15 г./г), а также с питьевой водой. Суточное поступление в организм человека 226Ra с пищей и водой составляет 2,3x10-12 кюри, а потери с мочой и калом 0,8x10-13 и 2,2x10-12 кюри. Около 80% поступившего в организм радия (он близок по химическим свойствам Ca) накапливается в костной ткани. Содержание радия в организме человека зависит от района проживания и характера питания. Большие концентрации радия в организме вредно действуют на животных и человека, вызывая болезненные изменения в виде остеопороза, самопроизвольных переломов, опухолей. Содержание радия в почве свыше 1x10-7-10-8 кюри/кг заметно угнетает рост и развитие растений.

Выводы

Элементы 2А группы т. Менделеева играют важную роль в развитии, жизнедеятельности, осуществлении различных физиологических и патологических процессов организма человека. Они влияют как положительно, так и отрицательно на организм. Многие элементы укрепляют здоровье человека, а при передозировке некоторых могут быть тяжелые последствия, в основном они поступают в организм через пищу. Можно сказать, что некоторые элементы группы составляют основу организма, такие как Са и Мg.

Это важно, т.к. микроэлементы составляют единую систему и дефицит одних элементов, вызывает накопление других, и происходит их взаимное замещение.

Как Вы могли понять, Наш проект полностью посвящен спектральному анализу и разъяснению его принципа в рамках контроля здоровья человека. Мы с радостью поможем Вам пройти данное исследование, разъясним полученные результаты и при необходимости дадим рекомендации по восстановлению элементного статуса Вашего организма.

Наши специалисты с радостью ответят на возникшие у Вас вопросы, относительно исследования методом спектрального анализа!

Уникальность данного метода, позволяет исследовать образцы с любой части Нашей страны и региона мира , в виде обычного письма, это действительно уникальный инструмент по контролю здоровья организма.

Помните, что систематический контроль показателей организма, это пол дела, на пути к здоровью и долголетию.

Спасибо за Ваше внимание, с уважением, компания 33 Элемента!

Публикации

Вредно ли есть серебряной посудой детям и взрослым? Миф или реальная опасность для организмаЧитать >>

Как пройти исследование если Вы территориально находитесь не в Санкт-Петербурге?Читать >>

Данный обзор акцентирует внимание на заглавие статьи – “Почему люди выбирают клинику МЧС России?”.Читать >>

Концепция контроля здоровья, как фактор правильного понимания и отношения человека к организмуЧитать >>

Содержание статьи

БЕРИЛЛИЙ (Beryllium) Be – химический элемент 2 (IIa) группы Периодической системы Д.И.Менделеева. Атомный номер 4, относительная атомная масса 9,01218. В природе встречается только один стабильный изотоп 9 Be. Известны также радиоактивные изотопы бериллия 7 Be и 10 Be с периодами полураспада 53.29 дней и 1,6·10 6 лет, соответственно. Степени окисления +2 и +1 (последняя крайне неустойчива).

Бериллиесодержащие минералы известны с древности. Некоторые из них добывались на Синайском полуострове еще в 17 в. до н.э. Название берилл встречается у греческих и латинских (Beryll) античных писателей. Сходство берилла и изумруда отмечал Плиний Старший : «Берилл, если подумать, имеет ту же природу, что и смарагд (изумруд), или, по крайней мере, очень похожую» (Естественная история, книга 37). В Изборнике Святослава (1073) берилл фигурирует под названием вируллион.

Бериллий был открыт в 1798. Французский кристаллограф и минералог Рене Жюст Гаюи (Ha?y Ren? Just) (1743–1822), отметив сходство твердости, плотности и внешнего вида зеленовато-голубых кристаллов берилла из Лиможа и зеленых кристаллов изумруда из Перу, предложил французскому химику Никола Луи Воклену (Vauquelin Nicolas Louis) (1763–1829) проанализировать берилл и изумруд, чтобы узнать, не являются ли они химически идентичными. В результате Воклен показал, что оба минерала содержат не только оксиды алюминия и кремния, как было известно и раньше, но также и новую «землю», которая очень напоминала оксид алюминия, но, в отличие от него, реагировала с карбонатом аммония и не давала квасцов. Именно этими свойствами Воклен и воспользовался для разделения оксидов алюминия и неизвестного элемента.

Редакция журнала «Annakts de Chimie», опубликовавшего работу Воклена, предложила для открытой им земли название «глицина» за способность к образованию соединений, обладающие сладким вкусом. Известные химики Мартин Генрих Клапрот (Klaproth Martin Heinrich) (1743–1817) и Андерс Экеберг (Ekeberg Anders) (1767–1813) сочли это название неудачным, так как соли иттрия также имеют сладковатый вкус. В их работах «земля», открытая Вокленом, называется берилловой. Тем не менее, в научной литературе 19 в. для нового элемента долгое время использовали термины «глиций», «глициний» или «глюциний». В России до середины 19 в. оксид этого элемента называли «сладкоземом», «сладимой землей», «сладоземом» а сам элемент именовался глицинием, глицинитом, глицием, сладимцем

В виде простого вещества элемент, открытый Вокленом, впервые получил немецкий химик Фридрих Вёлер (W?hler Friedrich) (1800–1882) в 1828, восстановливая хлорид бериллия калием:

BeCl 2 + 2K = Be + 2KCl

Независимо от него в этом же году тем же методом металлический бериллий был выделен французским химиком Антуаном Бюсси (Bussy Antoine) (1794–1882).

Общепринятым стало название элемента по имени минерала (латинское beryllus от греческого bhrnlloV), однако во Франции бериллий до сих пор называют глицинием.

Было установлено, что масса одного эквивалента бериллия равна примерно 4,7 г/моль. Однако сходство между бериллием и алюминием привело к существенному заблуждению относительно валентности и атомной массы бериллия. Долгое время бериллий считали трехвалентным с относительной атомной массой 14 (что примерно равно утроенной массе одного эквивалента бериллия 3 x 4,7). Лишь через 70 лет после открытия бериллия русский ученый Д.И. Менделеев пришел к выводу, что в его периодической таблице места для такого элемента нет, а вот двухвалентный элемент с относительной атомной массой 9 (приблизительно равной удвоенной массе одного эквивалента бериллия 2 x 4,7) легко размещается между литием и бором.

Бериллий в природе и его промышленное извлечение. Бериллий, как и соседние с ним литий и бор, относительно мало распространен в земной коре, его содержание составляет около 2·10 –4 %. Хотя бериллий и редкий элемент, но он не является рассеянным, так как входит в состав поверхностных залежей берилла в пегматитовых породах, которые последними закристаллизовались в гранитных куполах. Есть сообщения о гигантских бериллах длиной до 1 м и массой до нескольких тонн.

Известно 54 собственно бериллиевых минерала. Важнейший из них – берилл 3BeO·Al 2 O 3 ·6SiO 2 . У него много окрашенных разновидностей. Изумруд содержит около 2% хрома, придающего ему зеленый цвет. Аквамарин своей голубой окраской обязан примеси железа(II). Розовый цвет воробьевита обусловлен примесью соединений марганца(II), а золотисто-желтый гелиодор окрашен ионами железа(III). Промышленно важными минералами являются также фенакит 2BeO·SiO 2 , бертрандит 4BeO·2SiO 2 ·H 2 O, гельвин (Mn,Fe,Zn) 4 3 S.

Мировые природные ресурсы бериллия оцениваются более чем в 80 тыс. т (по содержанию бериллия), из которых около 65% сосредоточено в США, где основным бериллиевым сырьем является бертрандитовая руда. Ее подтвержденные запасы в США на месторождении Spur Mountain (шт. Юта), являющемся основным в мире источником бериллия, на конец 2000 составили примерно 19 тыс. т (по содержанию металла). Берилла в США очень мало. Из других стран наибольшими запасами бериллия обладают Китай, Россия и Казахстан. Во времена СССР бериллий на территории России добывался на Малышевском (Свердловская область), Завитинском (Читинская область), Ермаковском (Бурятия), Пограничном (Приморский край) месторождениях. В связи с сокращением ВПК и прекращением строительства атомных электростанций, его добыча была прекращена на Малышевском и Ермаковском и значительно сокращена на Завитимском месторождениях. При этом значительная часть добываемого бериллия продается за рубеж, в основном, в Европу и Японию.

По оценке Геологической службы США, мировая добыча бериллия в 2000 характеризовалась следующими данными (т):

Характеристика простого вещества и промышленное получение металлического бериллия. По внешнему виду бериллий – серебристо-серый металл. Он очень твердый и хрупкий. Бериллий имеет две кристаллические модификации: a-Be имеет решетку гексагонального типа (что приводит к анизотропии свойств); решетка b-Be относится к кубическому типу; температура перехода составляет 1277° С. Бериллий плавится при 1287° С, кипит при 2471° С.

Это один из самых легких металлов (плотность равна 1,816 г/см 3). У него высокий модуль упругости, в 4 раза больший, чем у алюминия, в 2,5 раза превышающий соответствующий параметр титана, и на треть выше, чем у стали. Бериллий обладает наибольшей среди всех металлов теплоемкостью: 16,44 Дж/(моль К) для a-Be, 30,0 Дж/(моль К) для b-Be.

По устойчивости к коррозии во влажном воздухе бериллий, благодаря образованию защитного оксидного слоя, напоминает алюминий. Тщательно отполированные образцы долго сохраняют свой блеск.

Металлический бериллий относительно мало реакционноспособен при комнатной температуре. В компактном виде он не реагирует с водой и водяным паром даже при температуре красного каления и не окисляется воздухом до 600° С. Порошок бериллия при поджигании горит ярким пламенем, при этом образуются оксид и нитрид. Галогены реагируют с бериллием при температуре выше 600° С, а халькогены требуют еще более высокой температуры. Аммиак взаимодействует с бериллием при температуре выше 1200° С с образованием нитрида Be 3 N 2 , а углерод дает карбид Ве 2 С при 1700° С. С водородом бериллий непосредственно не реагирует, и гидрид ВеН 2 получают косвенным путем.

Бериллий легко растворяется в разбавленных водных растворах кислот (соляной, серной, азотной), однако холодная концентрированная азотная кислота пассивирует металл. Реакция бериллия с водными растворами щелочей сопровождается выделением водорода и образованием гидроксобериллатов:

Be + 2NaOH (р) + 2H 2 O = Na 2 + H 2

При проведении реакции с расплавом щелочи при 400–500° С образуются диоксобериллаты:

Be + 2NaOH (ж) = Na 2 BeO 2 + H 2

Металлический бериллий быстро растворяется в водном растворе NH 4 HF 2 . Эта реакция имеет технологическое значение для получения безводного BeF 2 и очистки бериллия:

Be + 2NH 4 HF 2 = (NH 4) 2 + H 2

Бериллий выделяют из берилла сульфатным или фторидным способом. В первом случае концентрат сплавляют при 750° С с карбонатом натрия или кальция, а затем сплав обрабатывают концентрированной горячей серной кислотой. На образовавшийся раствор сульфата бериллия, алюминия и других металлов действуют сульфатом аммония. Это приводит к выделению большей части алюминия в виде алюмокалиевых квасцов. Оставшийся раствор обрабатывают избытком гидроксида натрия. При этом образуется раствор, содержащий Na 2 и алюминаты натрия. При кипячении этого раствора в результате разложения гидроксобериллата осаждается гидроксид бериллия (алюминаты остаются в растворе).

По фторидному способу концентрат нагревают с Na 2 и Na 2 CO 3 при 700–750° С. При этом образуется тетрафторобериллат натрия:

3BeO·Al 2 O 3 ·6SiO 2 + 2Na 2 + Na 2 CO 3 = 3Na 2 + 8SiO 2 + Al 2 O 3 + CO 2

Затем выщелачивают растворимый фторобериллат водой и осаждают гидроксид бериллия при рН около 12.

Для выделения металлического бериллия его оксид или гидроксид сначала переводят в хлорид или фторид. Металл получают электролизом расплавленных смесей хлоридов бериллия и щелочных элементов или действием магния на фторид бериллия при температуре около 1300° С:

BeF 2 + Mg = MgF 2 + Be

Для получения заготовок и изделий из бериллия используют, в основном, методы порошковой металлургии.

Бериллий – легирующая добавка в медных, никелевых, железных и других сплавах. Способность бериллия увеличивать твердость меди была открыта в 1926. Сплавы меди с 1–3% бериллия назвали бериллиевыми бронзами. Сейчас известно, что добавка около 2% бериллия в шесть раз увеличивают прочность меди. Кроме того, такие сплавы (которые также обычно содержат 0,25% кобальта) имеют хорошую электрическую проводимость, высокую прочность и сопротивление износу. Они не магнитны, устойчивы к коррозии и находят многочисленные области применения в движущихся частях двигателей самолетов, точных инструментах, управляющих реле в электронике. Кроме того, они не искрят и поэтому широко применяются для изготовления ручного инструмента в нефтяной промышленности. Никелевый сплав, содержащий 2% бериллия, используется также для высокотемпературных пружин, зажимов, мехов и электрических контактов. Все большее значение приобретают бериллий-алюминиевые сплавы, в которых содержание бериллия достигает 65%. Они имеют широкий круг сфер использования – от авиакосмической промышленности до производства компьютеров.

С помощью бериллия улучшают качество поверхности деталей машин и механизмов. Для этого готовое изделие выдерживают в порошке бериллия при 900–1000° С, и его поверхность делается тверже, чем у лучших сортов закаленной стали.

Еще одна важная область применения бериллия – в ядерных реакторах, так как он является одним из наиболее эффективных замедлителей и отражателей нейтронов. Его используют и в качестве материала для окошек в рентгеновских трубках. Бериллий пропускает рентгеновские лучи в 17 раз лучше, чем алюминий и в 8 раз лучше, чем линдемановское стекло.

Смесь соединений радия и бериллия долгое время использовалась как удобный лабораторный источник нейтронов, образующихся по ядерной реакции:

9 Be + 4 He = 12 C + 1 n

В 1932 при использовании именно этой смеси английским физиком Джеймсом Чедвиком был открыт нейтрон.

В производстве металлического бериллия доминируют США (американская фирма «Brush Wellman», базирующаяся в Кливленде). Китай и Казахстан также имеют производственные мощности по выпуску металлического бериллия.

Потребление бериллия в США, где этот металл применяется больше всего, в 2000 составило примерно 260 т (по содержанию металла), из которых 75% использовалось в виде медно-бериллиевых сплавов для изготовления пружин, соединителей и переключателей, применяемых в автомобилях, летательных аппаратах и компьютерах. В течение 1990-х цены на медно-бериллиевые сплавы оставались стабильными и составляли примерно 400 долларов за килограмм бериллия, этот уровень цен сохраняется и сейчас.

По оценке компании «Roskill», мировой спрос на бериллий в 2001 резко снизился, в частности, за счет сокращения рынка телекоммуникационного оборудования, являющегося, вероятно, крупнейшей сферой потребления этого металла. Однако эксперты «Roskill» полагают, что в среднесрочной перспективе это снижение будет компенсироваться ростом спроса на медно-бериллиевую ленту со стороны производителей автомобильных электронных устройств и компьютеров. В более отдаленной перспективе, как ожидают, продолжится рост потребления медно-бериллиевых сплавов в производстве подводного телекоммуникационного оборудования, а также повысится спрос на трубы для нефтегазовой промышленности, в состав материала которых входит бериллий.

Маловероятно, что спрос на металлический бериллий заметно возрастет, поскольку цены на альтернативные материалы ниже, чем на бериллий, который является весьма дорогостоящим металлом. Так, в ряде сфер потребления альтернативными ему материалами могут служить графит, сталь, алюминий и титан, а вместо медно-бериллиевых сплавов может использоваться фосфорная бронза.

Соединения бериллия.

У бериллия, в отличие от других элементов 2 группы, нет соединений с преимущественно ионными связями, в то же время для него известны многочисленные координационные соединения, а также металлоорганические соединения, в которых часто образуются многоцентровые связи.

Вследствие малого размера атома бериллий почти всегда проявляет координационное число 4, что важно для аналитической химии.

Соли бериллия в воде быстро гидролизуются с образованием ряда гидроксокомплексов неопределенной структуры. Осаждение начинается при отношении OH – : Be 2+ > 1. Дальнейшее добавление щелочи приводит к растворению осадка.

Гидрид бериллия ВеН 2 был впервые получен в 1951 восстановлением хлорида бериллия с помощью LiAlH 4 . Он представляет собой аморфное белое вещество. При нагревании до 250° С гидрид бериллия начинает выделять водород. Это соединение умеренно устойчиво в воздухе и воде, но быстро разлагается кислотами. Гидрид бериллия полимеризован за счет трехцентровых связей ВеНВе.

Галогениды бериллия . Безводные галогениды бериллия нельзя получить реакциями в водных растворах вследствие образования гидратов, таких как F 2 , и гидролиза. Лучшим способом для получения фторида бериллия является термическое разложение (NH 4) 2 , а хлорид бериллия удобно получать из оксида. Для этого действуют хлором на смесь оксида бериллия и углерода при 650–1000° С. Хлорид бериллия можно также синтезировать прямым высокотемпературным хлорированием металлического бериллия или его карбида. Эти же реакции используются для получения безводных бромида и иодида.

Фторид бериллия – стекловидный материал. Его структура состоит из неупорядоченной сетки из атомов бериллия (КЧ 4), связанных мостиками из атомов фтора, и похожа на структуру кварцевого стекла. Выше 270° С фторид бериллия самопроизвольно кристаллизуется. Подобно кварцу, он существует в низкотемпературной a-форме, которая при 227° С переходит в b-форму. Кроме того, можно получить формы кристобалита и тридимита. Структурное сходство между BeF 2 и SiO 2 распространяется также на фторобериллаты (которые образуются при взаимодействии фторида бериллия с фторидами щелочных элементов и аммония) и силикаты.

Фторид бериллия – компонент фторобериллатных стекол и солевой смеси, используемой в ядерных реакторах на расплавленных солях.

Хлорид и другие галогениды бериллия можно рассматривать как полиядерные комплексные соединения, в которых координационное число бериллия равно 4. В кристаллах хлорида бериллия есть бесконечные цепочки с мостиковыми атомами хлора

Даже при температуре кипения (550° С) в газовой фазе содержится около 20% молекул димеров Be 2 Cl 4 .

Цепочечная структура хлорида бериллия легко разрушается слабыми лигандами, такими как диэтиловый эфир, с образованием молекулярных комплексов :

Более сильные доноры, такие так вода или аммиак, дают ионные комплексы 2+ (Cl –) 2 . В присутствии избытка галогенид-ионов образуются галогенидные комплексы, например 2– .

Оксид бериллия BeO встречается в природе в виде редкого минерала бромеллита.

Непрокаленный оксид бериллия гигроскопичен, адсорбирует до 34% воды, а прокаленный при 1500° С – лишь 0,18%. Оксид бериллия, прокаленный не выше 500° С, легко взаимодействует с кислотами, труднее – с растворами щелочей, а прокаленный выше 727° С – лишь со фтороводородной кислотой, горячей концентрированной серной кислотой и расплавами щелочей. Оксид бериллия устойчив к воздействию расплавленных лития, натрия, калия, никеля и железа.

Оксид бериллия получают термическим разложением сульфата или гидроксида бериллия выше 800° С. Продукт высокой чистоты образуется при разложении основного ацетата выше 600° С.

Оксид бериллия обладает очень высокой теплопроводностью. При 100° С она составляет 209,3 Вт / (м К), что больше, чем у любых неметаллов и даже у некоторых металлов. Оксид бериллия сочетает высокую температуру плавления (2507° С) при с незначительным давлением пара при температуре ниже этой. Он служит в качестве химически стойкого и огнеупорного материала для изготовления тиглей, высокотемпературных изоляторов, труб, чехлов для термопар, специальной керамики. В инертной атмосфере или вакууме тигли из оксида бериллия могут применяться при температурах до 2000° С.

Хотя оксид бериллия часто заменяют более дешевым и менее токсичным нитридом алюминия, в этих случаях обычно наблюдается ухудшение рабочих характеристик оборудования. Ожидают, что в более отдаленной перспективе продолжится стабильный рост потребления оксида бериллия, особенно в производстве компьютеров.

Гидроксид бериллия Be(OH) 2 осаждают из водных растворов солей бериллия аммиаком или гидроксидом натрия. Его растворимость в воде при комнатной температуре намного ниже, чем у его соседей по Периодической системе, и составляет всего лишь 3·10 –4 г л –1 . Гидроксид бериллия амфотерен, вступает в реакции как с кислотами, так и со щелочами с образованием солей, в которых бериллий входит в состав катиона или аниона, соответственно:

Be(OH) 2 + 2H 3 O + = Be 2+ + 2H 2 O

Be(OH) 2 + 2OH – = 2–

Гидроксокарбонат бериллия – соединение переменного состава. Образуется при взаимодействии водных растворов солей бериллия с карбонатами натрия или аммония. При действии избытка растворимых карбонатов легко образует комплексные соединения, такие как (NH 4) 2 .

Карбоксилаты бериллия . Уникальность бериллия проявляется в образовании устойчивых летучих молекулярных оксид-карбоксилатов с общей формулой , где R = H, Me, Et, Pr, Ph и т.д. Эти белые кристаллические вещества, типичным представителем которых является основный ацетат бериллия (R = CH 3), хорошо растворимы в органических растворителях, включая алканы, и нерастворимы в воде и низших спиртах. Их можно получить простым кипячением гидроксида или оксида бериллия с карбоновой кислотой. Структура таких соединений содержит центральный атом кислорода, тетраэдрически окруженный четырьмя атомами бериллия. На шести ребрах этого тетраэдра есть шесть мостиковых ацетатных групп, расположенных таким образом, что каждый атом бериллия имеет тетраэдрическое окружение из четырех атомов кислорода. Ацетатное соединение плавится при 285° С и кипит при 330° С. Оно устойчиво к нагреванию и окислению в нежестких условиях, медленно гидролизуется горячей водой, но быстро разлается минеральными кислотами с образованием соответствующей соли бериллия и свободной карбоновой кислоты.

Нитрат бериллия Be(NO 3) 2 при обычных условиях существует в виде тетрагидрата. Он хорошо растворим в воде, гигроскопичен. При 60–100° С образуется гидроксонитрат переменного состава. При более высокой температуре он разлагается до оксида бериллия.

Основный нитрат имеет аналогичную карбоксилатам структуру с мостиковыми нитрато-группами. Это соединение образуется при растворении хлорида бериллия в смеси N 2 O 4 и этилацетата с образованием кристаллического сольвата , который затем нагревают до 50° С, чтобы получить безводный нитрат Be(NO 3) 2 , быстро разлагающийся при 125° С на N 2 O 4 и .

Бериллиеорганические соединения . Для бериллия известны многочисленные соединения, содержащие связи бериллий–углерод. Соединения состава ВеR 2 , где R – алкил, являются ковалентными и имеют полимерную структуру. Соединение (CH 3) 2 Be имеет цепочное строение с тетраэдрическим расположением метильных групп вокруг атома бериллия. Он легко возгоняется при нагревании. В парах существует в виде димера или тримера.

Соединения R 2 Be самовоспламеняются на воздухе и в атмосфере диоксида углерода, бурно реагируют с водой и спиртами, дают устойчивые комплексы с аминами, фосфинами, эфирами.

Синтезируют R 2 Be взаимодействием хлорида бериллия с магнийорганическими соединениями в эфире или металлического бериллия с R 2 Hg. Для получения (C 6 H 5) 2 Be и (C 5 H 5) 2 Be используют реакцию хлорида бериллия с соответствующими производными щелочных элементов.

Предполагают, что соединения состава RBeX (Х – галоген, OR, NH 2 , H) представляют собой R 2 Be . BeX 2 . Они менее реакционноспособны, в частности, на них не действует диоксид углерода.

Бериллийорганические соединения используют как катализаторы димеризации и полимеризации олефинов, а также для получения металлического бериллия высокой чистоты.

Биологическая роль бериллия.

Бериллий не относится к биологически важным химическим элементам. В то же время, повышенное содержание бериллия опасно для здоровья. Соединения бериллия очень ядовиты, особенно в виде пыли и дыма, обладают аллергическим и канцерогенным действием, раздражают кожу и слизистые оболочки. При попадании в легкие могут вызвать хроническое заболевание – бериллиоз (легочная недостаточность). Заболевания легких, кожи и слизистых оболочек могут возникнуть через 10–15 лет после прекращения контакта с бериллием.

Считают, что токсичные свойства этого элемента связаны со способностью Be(II) замещать Mg(II) в магниесодержащих ферментах за счет его более сильной координационной способности.

Елена Савинкина

БЕРИЛЛИЙ (Beryllium, Glucinium; Be ) - химический элемент II группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева; обладает токсическим действием. Атомный номер 4, атмосферная масса 9,0122. Из шести радиоактивных изотопов практическое применение находят 7 Be с периодом полураспада 54 дня и 10 Be с периодом полураспада 2,5 10 6 лет. Бериллий - твердый хрупкий металл светло-серого цвета. На воздухе покрывается окисной пленкой, придающей ему матовый оттенок и предохраняющей от дальнейшего окисления. Плотность 1,85-1,86, t° пл 1280°, t° кип 2471-2970°. Открыт Вокленом (L. N. Vauquelin) в 1798 году. Содержание бериллия в земной коре 4 10 -4 вес.%. Основной минерал - берилл , разновидностями которого являются драгоценные камни изумруд и аквамарин. Следы 7 Be и 10 Be обнаружены в дождевой воде, снеге, морских отложениях, в атмосфере, где бериллий образуется в результате ядерных реакций, протекающих под действием космических лучей.

Бериллий в химических соединениях двухвалентен. С водой не взаимодействует. Растворяется в кислотах и растворах щелочей с образованием бериллатов (Be+2NaOH = Na 2 BeO 2 + H 2). Окись бериллия - BeO и гидрат окиси - Be(OH) 2 - белые порошки, нерастворимые в воде, обладающие амфотерными свойствами.

Металлический бериллий обладает высокой проницаемостью для рентгеновских лучей, вследствие чего его применяют для устройства «окон» в рентгеновских установках. В атомных реакторах бериллий используется как замедлитель и отражатель нейтронов, служит источником нейтронов, которые испускает под действием альфа-частиц, гамма-лучей. Бериллий широко применяется в приборостроении, в авиационной и космической технике, главным образом в виде сплавов с другими металлами (медь, магний, алюминий).

Бериллий и его соединения очень ядовиты. Соли бериллия уже в концентрации 10-6 моль/л специфически ингибируют щелочную фосфатазу. Бериллий угнетает также аденозинтрифосфатазу и образование фосфора и аммиака при распаде нуклеиновых кислот. Экспериментальные исследования и клинические наблюдения свидетельствуют, что в основе механизма действия бериллия на организм лежит изменение белкового обмена, ведущее к нарушению деятельности отдельных ферментов и развитию аутоиммунного процесса. Несомненно также, что существенную роль в патогенезе заболевания играет и сенсибилизация организма соединениями бериллия.

ПДК бериллия и его соединений (в пересчете на бериллий) в воздухе рабочей зоны составляет 0,001 мг/мг.

Определение бериллия проводят люминесцентным или спектрографическим методом.

Профессиональные вредности

Высокая токсичность бериллия и его соединений обусловливает возможность случаев отравления им или его солями, например, при извлечении бериллия из руд, при получении сплавов, керамических изделий, при изготовлении рентгеновских трубок, флюоресцентных и неоновых ламп и т. д.

Картина отравления бериллия и его соединениями зависит от степени их дисперсности: пары и дымы более ядовиты и ведут к поражениям глубоких отделов дыхательных путей. По мнению некоторых исследователей, соединения бериллия нарушают проницаемость клеток, вызывая отек последних. Затем развивается некроз клеток с последующим разрастанием соединительнотканных элементов.

Основным путем проникновения бериллия и его соединений являются органы дыхания; депонируется бериллий в костях, легких, лимфатических узлах, печени, сердечной мышце и др. Выделение бериллия из организма происходит через кишечник, в меньшей степени через почки.

Острые формы отравления бериллием наблюдаются при вдыхании BeCl 2 , BeF 2 , BeS0 4 , Be(NO 3) 2 , фторокиси бериллия.

В ряде случаев острая интоксикация проявляется в виде заболевания типа литейной лихорадки (см.), в других случаях - в виде резкого раздражения слизистых оболочек дыхательных путей, конъюнктивы глаз. У больных наблюдаются ларингит, трахеит, а также бронхобронхиолит, которые протекают с высокой температурой и дыхательной недостаточностью. Нередко острый бронхобронхиолит сопровождается бронхоспазмом.

Клинические симптомы отравления стихают через 2-3 недели (иногда 2-3 месяца). Тяжесть клинического течения при отравлении фторидом бериллия (BeF 2) объясняют поражением не только слизистой оболочки бронхов и бронхиол, но и всей бронхиальной стенки с сопутствующим поражением перибронхиальной ткани. При повторной интоксикации заболевание протекает в более тяжелой форме. Наиболее частым осложнением является пневмония.

Отдаленными последствиями острого отравления являются развитие хронического токсического бронхита, пневмосклероза и бронхоэктазов.

Бериллиоз - профессиональная болезнь, вызываемая токсическим действием бериллия и его малорастворимых соединений - Be, BeO, Be(OH) 2 , может проявиться спустя несколько месяцев пли даже лет после прекращения работы с соединениями бериллия. Чем короче латентный период, тем тяжелее течение бериллиоза и выше смертность больных.

Смерть больных, страдающих бериллиозом, чаще всего наступает от пневмонии или сердечной недостаточности. Чаще всего бериллиоз развивается у рабочих при плавлении бериллия, при производстве сплавов и люминесцентных ламп и т. д. Ускоряют развитие или вызывают обострение болезни сопутствующие заболевания, хирургические вмешательства, беременность и др. Наблюдается общая слабость, потеря веса, одышка, кашель (вначале сухой, в последующем влажный), боли в грудной клетке. Уже в начальных стадиях бериллиоза наблюдаются нарушения сердечной деятельности, развивается легочное сердце, происходит дистрофия миокарда и т. д. Рентгенологически выявляются две основные формы бериллиоза: 1) интерстициальная - характеризуется более легким течением и относительно менее выраженным прогрессированием патологического процесса; 2) гранулематозная - характеризуется более тяжелой клинической симптоматикой и более быстрым прогрессированием. В начальных фазах развития множественные клеточные гранулемы в легких имеют небольшие размеры; они выявляются лишь на первично увеличенных рентгенограммах. В выраженных случаях появляются более крупные тени и отчетливо выявляемая перинодулярная эмфизема. По мере прогрессирования процесса на фоне этих изменений появляются грубые цирротические поля, перемежающиеся с крупнобуллезной эмфиземой. На рентгенограммах обнаруживаются плевральные сращения, в корнях легких нередко выявляются гиперплазированные лимфатические узлы.

Согласно существующей рабочей классификации бериллиоз делится на три стадии: I, II и III. В основу указанного деления наряду с характерными рентгено-морфологическими проявлениями положены преимущественно данные общеклинических исследований (см. Пневмокониозы).

Рис. 4. Бериллиевая гранулема в легком с большим полиморфизмом клеточных элементов и наличием гигантских клеток (окраска гематоксилин-эозином; х 100).]Рис. 4. Бериллиевая гранулема в легком с большим полиморфизмом клеточных элементов и наличием гигантских клеток (окраска гематоксилин-эозином; х 100).

При бериллиозе морфологические изменения характеризуются диффузным поражением обоих легких и плевры, распространенным гранулематозом и хроническим межуточным пролиферативным процессом, локализующимся в перегородках альвеол, под плеврой, перибронхиально, периваскулярно. Гранулемы - серовато-белого цвета, плотной консистенции, размером от 0,2 до 1,5 см. Гранулема состоит в основном из гистиоцитов, эпителиоидных клеток с примесью (главным образом по периферии) лимфоидных, плазматических и гигантских клеток типа клеток инородных тел (цветн. рис. 4-9). Гигантские клетки содержат кристаллические образования. В дальнейшем происходит созревание клеток гранулемы с появлением в ней фибробластов. Фибробласты начинают продуцировать коллагеновые волокна, и процесс завершается развитием на месте гранулемы соединительнотканного узелка, который нередко подвергается гиалинозу. В гранулемах обнаруживают типичные для Б. конхоидальные (раковинообразные) тельца диаметром от 2,5 до 10 мкм, которые могут образовывать скопления диаметром до 190 мкм. Иногда они располагаются в многоядерных гигантских клетках. Конхоидальные тельца окрашиваются гематоксилином в синий, сине-фиолетовый цвет, иногда дают положительную реакцию на железо, имеют вид флюоресцирующих голубоватых зерен при освещении ультрафиолетовыми лучами. Наряду с гранулематозом в межальвеолярных перегородках наблюдается диффузный пролиферативный процесс с наличием гистиоцитов, лимфоидных, плазматических клеток, фибробластов, заканчивающийся диффузным пневмосклерозом. Наблюдается бронхит, возможно развитие бронхоэктазов. Встречаются участки ателектаза и эмфиземы. В кровеносных сосудах могут иметь место эндартериит, эндофлебит, тромбозы. Описанные изменения в легких обычно приводят к развитию легочного сердца.

Гранулемы были найдены также в печени, селезенке, ночках, скелетных мышцах, миокарде, плевре, лимфатических узлах, главных бронхах и костном мозге. Возможно развитие гранулем в коже и подкожной клетчатке при проникновении бериллия через поврежденный покров.

Лечение больных при острой интоксикации растворимыми соединениями бериллия проводится по общим принципам профессиональных отравлений: этиологическому, патогенетическому и симптоматическому. Прежде всего необходимо возможно более быстрое прекращение дальнейшего контакта с патогенным агентом: удаляют пострадавшего из загазованного помещения, снимают загрязненную одежду, удаляют токсическое вещество с кожных покровов. При легко выраженных интоксикациях, развитие которых обусловлено прямым раздражающим действием растворимых соединений бериллия (хлористые, сернокислые, фтористые и др.) слизистых оболочек, конъюнктивы, дыхательных путей, целесообразно назначение аэрозольтерапии в виде щелочных ингаляций (2% раствор бикарбоната натрия) ежедневно в течение 10-15 дней, промывание конъюнктив 2% раствором бикарбоната натрия с последующим закапыванием в глаза 10% раствора сульфацила натрия; симптоматическая терапия (противокашлевые средства, спазмолитики). При острых интоксикациях средней и тяжелой степени (капиллярный бронхит, бронхиолит) рекомендуются ингаляции карбогена; назначение лекарственных препаратов бронхолитического и противовоспалительного действия (эуфиллин, аминофиллин, синтофиллин), антибактериальных средств (антибиотики и сульфаниламиды), антигистаминных препаратов. В случаях неэффективности различных бронхо-спазмолитлков при выраженных явлениях бронхоспазма рекомендуется применение средств, действующих на воспалительный компонент патологического процесса. Лучшими препаратами являются кортикостероиды (30-40 мг преднизолона в сутки в виде коротких курсов по 15-20 дней с постепенным снижением до минимальных доз).

Во всех случаях острой интоксикации лечение должно быть комплексным, необходимо в каждом отдельном случае строго индивидуально использовать сочетание тех или иных лекарственных препаратов. Также индивидуально следует решать вопрос и о дозировке препаратов и методе их введения. По ликвидации симптомов интоксикации рекомендуется санитарно-курортное лечение (средняя полоса Союза. Южный берег Крыма).

Для лечения гранулематозной формы бериллиоза, как и для лечения диффузных болезней соединительной ткани, широко применяются кортикостероиды. Лечение рекомендуется проводить курсами. Длительность одного курса 30-60 дней. Обычно проводится два курса в год. Назначаются средние терапевтические дозы (20-30 мг с постепенным снижением доз до минимальных). Наряду с кортикостероидами можно применять и цитостатические иммунодепрессанты (азотионрин и др.).

Профилактика должна быть направлена в первую очередь на герметизацию производственных процессов, правильную организацию системы вентиляции производственных помещений и очистку вентиляционных выбросов, применение средств индивидуальной защиты (спецодежда, респираторы и др.), предварительные осмотры лиц, поступающих на работу, и периодические медосмотры рабочих.

При диагностировании бериллиоза независимо от тяжести заболевания дальнейший контакт с бериллием должен быть немедленно прекращен (решение вопросов экспертизы трудоспособности проводится дифференцированно с учетом особенностей реакции организма и санитарно-гигиенических условии труда).

Положительная кожная проба с солями бериллия, указывающая на сенсибилизацию организма бериллия, является также противопоказанием к продолжению контакта с ним. Не рекомендуется дальнейший контакт с бериллием и его соединениями после перенесенной острой интоксикации этими веществами даже при полном выздоровлении, так как возможна сенсибилизация к указанным веществам.

Бериллий в судебно-медицинском отношении имеет значение при расследовании главным образом производственных отравлений; экспертное значение имеет лихорадочный синдром, подобный явлениям литейной лихорадки. При вскрытии трупа в легких наблюдают плотные узелки, эмфизему, расширение и гипертрофию правого сердца, в печени - набухание, некроз и жировое перерождение. В легких погибших обнаруживают до 78 мкг, в регионарных железах, печени, ночках, ребрах - до 138 мкг бериллия на 100 г ткани. При судебно-химическом исследовании производится обнаружение и определение бериллия в органах спектральным или химическим методами. Химическое исследование производится после экстракции с бериллоном II.

Библиография: Войнар А. И. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека, М., 1960; Дарвин Дж. и Баддери Дж. Бериллий, пер. с англ., М., 1962, библиогр.; Розенберг П. А. Количественное определение бериллия в биологических средах, Лабо-рат. дело, № 4, с. 11, 1963; Уайт Д. и Берк Дж. Бериллий, пер. с англ., М., 1960, библиогр.; Шуберт Дж. Некоторые новые сведения по химии и биохимии бериллия, Усп. хим., т. 30, в. 4, с. 550, 1961; Эверест Д. А. Химия бериллия, пер. с англ., М., 1968, библиогр.

Профессиональные вредности - Акопов И. А. и д р. Безопасность труда при работе с бериллием и его сплавами, М., 1964; Алексеева О. Г. Экспериментальное изучение влияния сенсибилизации нуклеопротеидами легких на выраженность кожного теста Куртиса при бериллиозе, Гиг. труда и проф. заболев., jSft 9, с. 29, 1967; Бериллиоз, под ред. К. П. Молокано-ва и др., М., 1972, библиогр.; Васильева Е. В. Иммунологическая оценка модели экспериментального бериллиоза, Бюлл, Эксперим, биол, и мед., т. 67, LG» 3, с. 74, 1969; Гельфон И. А. и Орлова А. А. Некоторые клинико-биохимические параллели при бериллиозе, Клин, мед., т. 47, № 6, с. 73, 1969; Движков П. П. Пневмокониозы, М., 1965; Израэльсом 3. И., Могилевская О. Я. и Суворов С. В. Вопросы гигиены труда и профессиональной патологии при работе с редкими металлами, с. 78, М., 1973; Орлова А. А. Современное состояние вопроса о лечении бериллиоза, там же, т. 48, Л» 3, с. 140, 1970; Орлова А. А. и Розенберг П. А. Состояние окислительных процессов при выраженных формах бериллиоза, Гиг. труда и проф. заболев., № 4, с. 22, 1969; Andrews J.M., К a z е-ш i H. а. H а г d у H. L. Patterns of lung dysfunction in chronic beryllium disease, Amer. Rev. resp. Dis., v. 100, p. 791, 1969; Chiappino G., Cirla A. a. Vigliani E. C. Delayed-type hypersensitivity reactions to beryllium compounds, Arch. Path., v. 87, p. 131, 1969; Lie ben J. a. Williams R. R. Respiratory disease associated with beryllium refining and alloy fabrication, J. occup. Med., v. 11, p. 480, 1969.

A.А. Орлова, M.C. Толгская, A.А. Чумаков; A.H.Крылова (суд.), E.А. Максимюк (хим.).