ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.09.2020
Просмотров: 3906
Скачиваний: 7
226
брюшного тифа, дифтерии, стрептококка и стафилококка. Ионы серебра прони-
кают внутрь клетки бактерии, образуют нуклеаты и клетка отмирает. Они угнета-
ют образование аминокислот опухолевой ткани. Аналогично действуют ионы
ртути и меди. В ферментных системах серебро блокирует тиоловые группы.
Заболевания, вызванные избытком серебра: аргирия – процесс отложения
кристалликов металлического серебра в коже и она темнеет, как при загаре. Пато-
логии это заболевание не вызывает. Токсичная доза серебра в организме 60 мг,
летальная – 1,3–6,2 г.
Растения-концентраторы: огурцы, капуста, грибы, зеленые водоросли, по-
лынь, тысячелистник, шалфей.
Используется в фотографии, ювелирном деле, для получения зеркал, в
электронике.
КАДМИЙ
Токсичный серебристый металл. Число изотопов с учетом ядерных изоме-
ров 31. В природе известны 8 стабильных изотопов, из них ведущие
114
Cd
(28,72%),
112
Cd
(24,13%) Периоды полураспадов радионуклидов – дни, часы. Ра-
диус
Cd
2+
– 103,
Cd
+
– 114, атомный – 148,9 пм. Основная линия в атомном спек-
тре – 643,847 нм.
Кларк кадмия в земной коре – 0,11∙10
-4
% (1,7
.
10
-5
) , почве – 5∙10
-5
, золе
растений – 1∙10
-6
%, речных водах – 0,1 мкг/л.
Валентность кадмия 2, его ион симметричен и устойчив типа палладия.
Кадмий замещает цинк в решетках минералов. Известны минералы кадмия: гри-
нокит в соединении с серой и отавит – с карбонатами. Ион сильной поляризации,
поэтому активно сорбируется коллоидами почв и в небольшом количестве выно-
сится в океан. Возможно эндокриптное удержание кадмия минералами кальция.
Известно 8 минералов кадмия. Основное их количество встречается среди
сульфидов цинка. В гранитах может быть до 1,6 г/т кадмия, в осадочных породах
– 0,21 г/т.
Геохимические барьеры кадмия: щелочной, восстановительный серо-
водородный. Мигрирует в окислительной и восстановительно-глеевой гео-
химических обстановках.
В организме человека содержится 50 мг кадмия. Суточное потребление с
пищей – 0,15 мг. Период полувыведения – 6,3 года. Концентрируется в костях,
печени и почках. Образует устойчивые потенциально токсичные комплексы с
биосоединениями с сульфидной группой (RS). Токсикозу
Cd
противостоит вита-
мин D.
Заболевания, вызванные избытком кадмия: боли в мышцах, деформация
скелета, нарушения функции легких, почек, разнообразные опухоли. Токсичная
доза – 3–330 мг, летальная – 1,5–9 г. Канцерогенный элемент.
Растения-концентраторы: рапс, салат, шпинат, шампиньоны. Кадмий пре-
обладает в корнях. В растениях
Cd
синергисты и могут взаимозамещаться во
многих ферментах. Кадмий подавляет всасывание цинка.
Используется в производстве сплавов, красок, аккумуляторных батарей.
227
ИНДИЙ
Редкий, рассеянный, токсичный металл. Устойчив к воздействию воды и
воздуха. Растворяется в кислотах. Число изотопов с учетом ядерных изомеров 59.
В природе наиболее распространен радионуклид
115
In
(95,7 %) с периодом полу-
распада 6·10
14
лет с β и γ типом распада и стабильный
113
In
(4,3 %). Радиус In
3+
–
92, In
+
– 132, атомный – 162,6 пм. Основная линия в атомном спектре – 451,131 нм.
Кларк индия в земной коре 0,049·10
–4
% (1,5
.
10
-5
), золе растений – 0,1%,
речных водах – 1,4 мкг/л.
В геохимии известны ионы трехвалентного индия сильной поляризации,
поэтому температура плавления низкая и ряд соединений летучи. Встречается в
цинковой обманке, халькопирите, сульфостаннатах свинца и сурьмы. Накаплива-
ется во вторичных соединениях алюминия и оксида железа. Элемент рассеян в
разнообразных минералах. Улавливание ионов индия возможно путем полярного
изоморфизма ионами меньшей активности и сходными по объему: цинком, мар-
ганцем, двухвалентными железом и медью. В гипергенных условиях рассеивается
больше, чем в гипогенных, изредка накапливаясь в галмее, ярозите, охрах. Изо-
морфно замещает цинк и свинец. Цинковая обманка и некоторые сульфосоли с
Pb, Zn, Sn, Sb
являются главнейшими источниками этого элемента. Максимум
концентрации характерен для станнина (950 г/т) и сфалерита (365 г/т).
Геохимический барьер индия кислородный. Частично мигрирует в сильно-
кислой среде.
В организме человека содержится 11–20 мг индия. Период полувыведения
48 суток. Концентрируется в коже, мышцах и скелете.
Используется в предохранительных устройствах, полупроводниках (
InAs,
InSb
).
ОЛОВО
Токсичный, мягкий, пластичный металл. Число изотопов с учетом ядерных
изомеров 37, среди них 10 стабильных. Радионуклиды в природе не встречаются
и имеют короткий период полураспада. Радиус
Sn
2+
– 93,
Sn
4+
– 74, атомный – 140,5
пм. Основная линия в атомном спектре – 283,999 нм.
Кларк
Sn
в земной коре – 2,2·10
–4
% (2,3
.
10
-4
), почве – 1·10
–3
, золе расте-
ний – 5· 10
–4
%, речных водах – 0,5 мкг/л.
Геохимическое сходство у олова с
изоморфизм с
Si
4+
, сродство к
O
2
. Соединения
Sn
2+
растворимы в воде, а
SnO
2
и
SnO
практически нератвори-
мы.
Олово – элемент двойственной природы в геохимии, дает ионы типа купро
с активной поляризацией и высокой прочностью связи электронных оболочек. По
строению близок к свинцу, по пропуску оболочки в слое
N (f)
примыкает к цирко-
нию и молибдену. Отсюда его связь с цирконием и молибденом в гранитных оста-
точных магмах, а также с типичными сульфидными комплексами (цинком и
свинцом). В природе оно четырехвалентное, металлические свойства выражены
слабо.
Диоксид олова (
SnO
2
)
выпадает в осадок при низких и средних значениях
рН, легко образует золи и гели, подобно кремнезему. В сильно щелочной среде
растворяется с образованием станнатов. Он относится к слабым основаниям. Ио-
228
ны олова имеют вид:
Sn
4+,
[SnO
3
]
2-
, [SnS
3
]
2-
, [SnO
4
]
4-
, [SnS
4
]
4-
, [SnS
6
]
8-
.
При низких
рН происходит разложение комплексов, при высоких – их растворение. Олово
осаждается всеми кислотами.
Прото- и мезокристаллизация ведут к накоплению олова в остаточном рас-
плаве, при охлаждении которого олово разделяется на две части – пегматитовую и
пневматолитовую. Классические месторождения олова связаны с пневматолитами
– кварцевыми жилами и кварцевым грейзеном. Если кислотность понижена воз-
действием карбонатных пород, происходит задержка в осаждении оловянного
камня. Контактные месторождения олова занимают промежуточное положение
между кварцевыми пневматолитами и сульфидными жилами.
В гипергенных условиях олово образует россыпи при выветривании поро-
ды, что приводит к накоплению касситерита. Большой удельный вес, особый
блеск и цвет служат типичными внешними признаками этого минерала.
Известно 77 минералов олова. Преобладают халькогениды, основной –
касситерит (
SnO
2
).
Геохимические барьеры олова: кислородный, механический. Элемент сла-
бо подвижный в любой обстановке.
В организме человека содержится 14 мг олова. Суточное потребление с
пищей – 0,2–3,5 мг и 38 мг при регулярном употреблении консервированной пи-
щи. Период полувыведения – 56–400 суток. Частично поступает с пылью воздуха.
Аккумулируется в печени, почках, скелете, мышцах. С возрастом накапливается в
организме. Интоксикация организма начинается при содержании 250 мг/кг. Высо-
котоксичное и хорошо растворимое метилированное олово (
CH
3
)
4
Sn
, образуется в
анаэробных загрязненных водах. Токсичная доза – 2 г.
Используется в сплавах, смазках, пайке, как добавка к полимерам.
.СУРЬМА
Токсичный, редкий металл. Число изотопов с учетом ядерных изомеров 40.
Известно два стабильных изотопа
121
Sb
(57,3%) и
123
Sb
(42,7%), период полурас-
пада искусственных радионуклидов короткий с β и γ типом распада. Радиус Sb
5+
–
62, Sb
3+
– 89, атомный – 182 пм. Основная линия в атомном спектре – 231,147нм.
Кларк сурьмы в земной коре – 0,2·10
–4
% (3
.
10
-5
), почве – 0,9 мг/кг, речных
водах – 1 мкг/л.
Сурьма обладает амфотерными свойствами с валентностями 3 и 5. При-
родные соединения принадлежат к различным группам: самородная сурьма и
сплавы с серебром и мышьяком, сульфиды, оксиды, соли сурьмяной кислоты.
Сурьма относится к низкотемпературным элементам и ее выпадение в рудных
жилах происходит в геофазах с интервалом температур 200–50
о
С гидротермаль-
ных процессов. В чисто сурьмяных первичных месторождениях образуется анти-
монит (
Sb
2
S
3
).
В эндогенных условиях транспортируется гидротермальными рас-
творами в комплексных соединениях в виде тиокислот типа
Na
3
SbS
3
и галогени-
дах, обладающих высокой летучестью.
В зоне гипергенеза сурьмяные руды окисляются, образуя кермезит, оксиды
и охры. Большая часть сурьмы остается на месте, так как слабо мигрирует.
Известно 150 минералов. Преобладают гипогенные сульфиды. Основной
минерал – антимонит
Sb
2
S
3
(71,4%), бертьерит
FeSb
2
S
4
(57,0), гудмундит
FeSbS
229
(57,8), тетраэдрит
Cu
12
Sb
4
S
13
(35,4%). В окисленных рудах присутствуют валенти-
нит
Sb
2
O
3
(83,5%), сенармонтит
Sb
2
O
3
(83,5), сервантит
Sb
2
O
4
(79,2), кермезит
Sb
2
S
2
O
(75,0%). В кислых породах сурьмы больше, чем в щелочных.
Геохимические барьеры сурьмы: кислородный, сорбционный. Элемент
слабо подвижный в любой среде.
В организме человека содержится 8 мг сурьмы. Суточное потребление с
пищей – 48 мкг (усваивается 1–15%). Период полувыведения 40–730 суток.
Sb
(V)
менее токсичен, чем
Sb
(III). Соединения
Sb
(III) имеют большее сродство к эрит-
роцитам,
Sb
(V) – плазме крови. Концентрируется в почках, скелете, крови, воло-
сах, щитовидной железе. Сурьма блокирует тиоловые группы, оказывает мута-
генное действие.
Заболевания, вызванные избытком сурьмы: пневмония, фиброз костного
мозга, рак легких. При острой интоксикации – лихорадка, снижение ар-
териального давления, дерматит, экзема. Токсичная доза 100 мг.
Загрязняют сурьмой предприятия черной и цветной металлургии, про-
изводство цемента, кирпича, сжигание угля.
Концентрирует сурьму капуста. В растениях ведет себя аналогично фосфо-
ру. Повышенные дозы фосфора препятствуют поступлению сурьмы в растения. В
наземных растениях содержание
Sb
составляет 0,06 мг/кг сухой массы. Концен-
трируется в корнях и вегетативных органах.
Используется для придания прочности другим металлам, в аккумуля-
торных батареях, подшипниках.
ТЕЛЛУР
Рассеянный, токсический металл, на воздухе не горит, не взаимодействует
с водой и
HCl
, растворим в
HNO
3
. Число изотопов теллура с учетом ядерных изо-
меров 39. Наиболее распространен в природе стабильный
128
Те
(31,73%) и два ра-
дионуклида –
130
Те
(33,97%) с периодом полураспада 2,4∙10
21
лет и
123
Те
(0,89%) с
периодом полураспада 1,3∙10
13
лет. Радиус Те
4+
– 97, Те
6+
– 56, атомный – 143,2
пм. Основная линия в атомном спектре – 200,202 нм.
Кларк теллура в земной коре предположительно 0,5∙10
–6
% (3∙10
–7
), гид-
росфере – 3∙10
–7
%.
Теллур резко отличается от серы и селена. В соединениях типа
H
2
Te
он да-
ет чисто металлические соединения. Из кислородных соединений более устойчив
ТеО
2
. Теллур образует минералы с ограниченным числом халькофильных эле-
ментов большого атомного веса: золотом, ртутью, свинцом, висмутом, серебром,
медью, никелем, платиной.
Выделение соединений теллура относится к геофазам I и К. Теллуриды тя-
желых металлов выпадают после кристаллизации сульфосолей. Теллураты, тел-
луриты выпадают в геофазу L, как чисто вторичные образования. В природе рас-
пространена ассоциация золото – висмут – теллур.
Основное соединение теллурит (
ТеО
2
) встречается редко. Получают при
очистке меди из анодного шлама. Концентрируется в золоторудных ме-
сторождениях.
Теллур извлекают попутно при переработке сульфидных медных, отчасти
свинцовых руд, а также золото-серебро-теллуровых руд. Более 2/3 мирового про-
230
изводства получают при переработке халькопирита. Среднее содержание теллура
в халькопирите –37 г/т, галените –20, пирите –23 г/т. Активные запасы
Te
заклю-
чены в медных (более половины мировых запасов и добычи), свинцово-цинковых,
никелевых, а также некоторых месторождениях благородных металлов.
Золото-теллуридные месторождения приурочены в основном к вулка-
ническим депрессиям или кальдерам и характеризуются минералогически слож-
ным телескопированным оруденением. При окислении сульфидных минералов
Те
осаждается с гидроксидами железа.
Известно более 110 минералов теллура. Преобладают теллуриды и сульфо-
теллуриды. Основная часть их приходится на различные соединения с
родными металлами, а остальная – на
Геохимический барьер теллура – кислородный. Мигрирует частично в ще-
лочной среде.
В организме человека содержится 600 мг теллура. Суточное потребление с
пищей – 0,6 мкг. Период полувыведения – до 38 суток. Аккумулируется в печени,
почках, легких, мышцах.
Заболевания, вызванные избытком теллура: выпадение волос. Токсичная
доза – 0,25 мг, летальная – 2 г.
Концентратор теллура – чеснок.
Используется в сплавах, в электронике, для получения химических ре-
активов, катализаторов.
ИОД
Тяжелый неметалл. Число изотопов с учетом ядерных изомеров 37.
Наиболее распространен стабильный
127
I
(100%). Искусственные радионуклиды
быстро распадаются (часы, дни), исключая
129
I
с периодом полураспада 1,6∙10
7
лет
с β и γ типом распада. Радиус
I
–
– 220, ковалентный – 133,3 пм. Основная линия в
атомном спектре – 804,374 нм.
Кларк иода в земной коре – 0,14∙10
–4
% (4,7
.
10
-5
), почве – 5∙10
–4
, золе рас-
тений – 5∙10
–3
%, речных водах – 7 мкг/л.
Иод характеризуется высокой поляризуемостью, образует сильный анион
по своим кислотным свойства. Энергия решеток минералов с этими анионами
наименьшая из всех известных в геохимии. Он образует комплексные анионы –
иодаты [
IO
3
]
–
, [
IO
4
]
–
. Известны соединения иода с серебром, медью, ртутью, каль-
цием, натрием, магнием, свинцом, аммонием. Большая часть его находится в рас-
сеянном состоянии. Элемент накапливается лишь в последних низкотемператур-
ных фазах геохимических процессов и приурочен к остаточным соляным водам и
озерам, в продуктах жизнедеятельности водных растений, в нефтяных водах и
грязевых вулканах, в пустынных областях. Соли иода легко растворимы, за ис-
ключением его соединений с медью, серебром, свинцом.
Известно 9 минералов иода. Преобладают иодиды меди, серебра и брома.
Основной источник иода – минерализованные подземные иодо-бромные и иодные
воды, а также воды нефтяных и газовых месторождений.
Геохимический барьер иода: органогенный. Элемент исключительно по-
движный в любой геохимической обстановке.