Стронций

Sr -хороший пример ранее малоизученного элемента, который теперь служит объектом особого внимания в связи с большой опас­ностью его радиоактивного изотопа для человека и животных. По свойствам стронций похож на кальций. На 1000 атомов кальция, участвующих в биогеохимическом цикле в природе, приходится 2,4 ато­ма стронция. При производстве ядерного оружия и при работе атом­ных станций среди отходов обнаруживается радиоактивный стронций-90, который был неизвестен до расщепления атома человеком. Даже ничтожно малые количества радиоактивного Sr, поступающие в окружающую среду с утечками из ядерных реакторов и после ис­пытаний атомного оружия, опасны, поскольку мигрируют вместе с кальцием. Стронций, попадая через растения и животных в пищу человека, может накапливаться в костных тканях людей, как и кальций. По мнению некоторых ученых, в костях человека уже содержится та­кое количество стронция, которое может оказывать канцерогенное действие.

Ртуть

В соединениях ртуть может быть как двухзарядной, так и фор­мально однозарядной; она характеризуется высоким потенциалом ионизации и окислительным потенциалом, является химически стой­ким элементом. Одной из главных особенностей иона ртути является способность к образованию комплексных соединений с координаци­онными числами от 2 до 8. Связь «ртуть — лиганд» во всех комплек­сах является ковалентной. Наиболее устойчивы комплексы с лигандами, содержащими атомы галогенов, углерода, азота, фосфора, серы. Ртуть образует также значительное число комплексов с органически­ми реагентами, характеризующихся высокой прочностью (8-меркаптохинолин, тиомочевина). Известны и ртуть органические со­единения типа RHgX или R₂Hg, обнаруженные в последнее время в различных компонентах биосферы — донных осадках, природных во­дах.

Электростанции, работающие на угле

Рис. 29. Загрязнение озера ртутью

Ртуть встречается в природе как в самородном состоянии, так и в соединениях, образуя ртутные минералы: киноварь HgS, тиманит HgSe, ливингстонит HgS•2Sb₂S₃ монтроидит HgO. Ртуть входит в ка­честве изоморфной или механической примеси в реальгар, антимонит, молибденит, пирит, пирротин, сфалерит. Среднее содержание ртути в каменном угле составляет 1 • 10^-6 %.

За геологическое время в биосферу в результате природных процессов (вулканическая деятельность) поступило около 1,6 • 10¹⁰ т ртути. Около 0,1% остается в океанах в растворенном виде.

Биогеохимический цикл ртути Hg - пример круговорота при­родного элемента, который почти не влиял на организмы до наступ­ления индустриальной эры. Ртуть химически малоподвижна, а концентрации ее в природе невелики. Разработка месторождений и про­мышленное использование увеличили поток ртути в атмосферу. Со­ответственно увеличился и ее сток с поверхностными водами. Уве­личение содержания ртути, как, впрочем, и других тяжелых металлов (кадмия, меди, цинка, хрома) в окружающей среде стало серьезной проблемой. Ртуть используется в различном электротехническом оборудовании, термометрах, зубных пломбах, лекарствах, красках, фунгицидах и др. Больше половины расходуемой ртути не возвраща­ется в производство. Эта означает, что она попадает в природные во­ды и оказывается в окружающей среде (рис. 29).

На рис. 30 показаны оценки потоков ртути в сравнении с ее по­токами в доиндустриальный период. Запасы ртути указаны в пря­моугольниках в сотнях тонн, а потоки (стрелки) - в сотнях тонн в год. Цифры в скобках показывают потоки до появления человека. Штрихами обозначены два новых потока, порожденных деятельно­стью человека

В результате разработки отложений и увеличения выбросов ртути возрастает ее количество в почвах, воде, живых организмах. При этом микроорганизмы, участвующие в круговороте, превращают ее нерастворимые формы в растворимую, очень подвижную и очень ядовитую - метилртуть. Рыбы и моллюски накапливают метилртуть до концентраций, опасных для человека, использующего их в пищу.

Трансформация веществ в окружающей среде и накопление их в живых организмах в процессе круговорота должны учитываться при использовании опасных химических элементов.

Рис. 30. Схема круговорота ртути