Значение стронция для почвы, растений, животных

11.01.2017

В почвах Sr распространен широко, по А.П. Виноградову, его кларк 3*10в-2 %, а содержание колеблется от 18 до 3500 г/т и коррелируется с Ca, в меньшей степени с Mg. При выветривании Sr легко мобилизуется, особенно в кислой окислительной среде. Он легко осаждается при осадконакоплении в виде биогенных карбонатов, а в зоне гипергенеза захватывается глинистыми минералами и органическим веществом. Содержание Sr в почвах коррелируется с их составом, климатическими условиями и ландшафтами (табл. 76). Кларк Sr в почвах по А.П. Виноградову (300 г/т) отражает повышенную стронциеносность русских сероземов и солончаковых почв. Средние содержания Sr в почвах бывшего СССР, по А.А. Беусу с соавторами, таковы (мг/кг): подзолы 238, лесные 675, озерные лесные 258, черноземы 260 (СОСП-1 курский 130), каштановые 289, сероземы 305, солончаки 335. Фон для Московской обл. 28 г/т.
По Т. Вест, содержание Sr в почвах на базальтоидах (340 г/т) выше, чем на гранитоидах (160 г/т). В почвах США оно в среднем составляет (мг/кг с.): светлые почвы пустынь, почвы на вулканитах 445, гранитах 420, лёссовые на алевролитах 305, пылеватые прерии 215, черноземы 170, лесные 150, легкие супесчаные 175, литосоли на песчаниках 125, органические легкие 110. Почвы гумидного климата северных районов очень бедны Sr (~17 мг/кг — Дания), самые высокие его содержания в лесных (Россия) и пустынных (США) почвах. Стронциеносность почв, по В.В. Буркову, зависит от субстрата, климата и гидрохимических условий и составляет для нашей страны (г/т): таежно-лесная почва нечерноземной зоны 320; лесостепная и степная черноземная — серые и лесные почвы 100, черноземы 90; сухостепная, полупустынная и пустынная — горные 260, пойменные 680. В кислых почвах Sr активно вымывается вниз по профилю, в известковых может замещаться различными катионами. В лесных почвах М.А. Глазовской установлено обогащение горизонта A1 по сравнению с A1 и даже с первичной породой.
Радиоактивный изотоп 90Sr наиболее биологически опасен и его круговорот в основном связан с Ca и 88Sr. Он максимально подвижен в легких почвах, из которых легко переходит в растения. Установлено соосаждение 90Sr и гидроксидов Fe, что ведет к аккумуляции этого изотопа в богатых Fe почвенных горизонтах, а также в тяжелых гумусовых почвах; сорбентами 90Sr являются такие ионообменники, как цеолиты и Fe-Mn конкреции.
В почвах над месторождениями Sr содержание его колеблется от 0,2 до 1,0%, в золе коры сосны в основном от 0,3 до 3,0% (максимальное в золе коры 15%). В.В. Ковальский отмечал, что в Таджикистане в районах месторождений Sr среднефоновое содержание составляет 9500 г/т, а максимальное 9,5%; здесь в почвах выявлены минералы Sr (гояцит, сванбергит). Продукты жизнедеятельности почвенных организмов способствуют растворению его* минералов и выносу Sr.
Значение стронция для почвы, растений, животных

Биогенность Sr высокая (0,97), наибольшая в пустынных районах (до 6), меньшая в степных (0,6), лесных (0,15; деревья 0,05, травы 0,15) и тундровых (0,036).
Кларки Sr следующие (мг/кг с.): растения морские 260—1400, наземные — 30; животные морские 20—500, наземные ~ 14. В бактериях содержание 2,7—300 г/т. Оценки для планктона таковы (г/т): фито- 390, зоо- 120, татальный 330 (взвесь 300, пеллеты 500). В золе наземных растений среднее содержание Sr, по A.Л. Ковалевскому, 0,2%.
В растениях Sr обычно накапливается в корнях и стеблях (но не в листьях) в прямой пропорции с Ca. Нормой для почв считается содержание Sr 600 мг/кг, избыточным 600—1000 мг/кг — при таких условиях создается возможность уровской болезни.
Содержание Sr в растениях варьируют в широких пределах — от ≤1 до 10000 мг/кг, обычно 10—1500 мг/кг (с.). Более высокое оно (мг/кг) в бобовых (клевер 219, люцерна 662), луке (50), салате (74), низкое — во фруктах (0,5—0,9), зерне (пшеница 1,5, овес 2,5, кукуруза ≤1), картофель 2,6, повышенное в кормовых травах (наземные части 24). По другим данным наиболее богаты Sr (%) растения семейства зонтичных (0,044), лоховых (0,036), Виноградовых (0,037), затем идут розоцветные (0,024), бобовые (0,023), перечные, (0,012), злаковые (0,011) и пасленовые (0,009).
Средние содержания Sr в растительном пищевом сырье для нашей страны следующие (мкг/кг*ж.): пшеница 1500—2300 (выше в мягкой озимой), овес 1210, гречиха 3040, горох 800, соя 670. Взаимодействие Sr-Ca и Sr-P противоречиво.
Токсичность Sr для растений различна; по X. Шаклетт, токсичный уровень составляет 30 мг/кг (з.), хотя примеров Sr поражений не установлено. Наоборот, радиоактивный 90Sr легко поглощается растениями. И.В. Гулякиным и другими исследователями экспериментально установлены следующие его концентрации (нКи/г с.): бобы до 565, овес—зерно I—11, солома 17—137; особенно он накапливается в бруснике. Активность 90Sr может быть снижена внесением в почву Ca, Mg, К, Na.
В живых организмах Sr выступает как аналог Ca, но менее активно транспортируется через мембраны. Радиолярии, акантарии строят скелет с участием SrSO4; до 0,5% Sr содержат кораллы, арагонитовые раковины, до 1,5% моллюски, до 1—2% мшанки. Содержание Sr в организме человека, по Ю.И. Москалеву, 0,32 г (почти весь. ≥99% — в скелете), суточное поступление с пищей 1,9 мг, всасывание высокое — 0,3 (0,1—0,6 для хорошо растворимых соединений).
Суточное содержание Sr в пище человека разных стран, по Е. Хамильтон (1981 г.), следующее (ммоль):. США 21,7, Англия 9,8±1,6, Индия 45,6.
В различных средах и органах человека Sr распределен следующим образом (в скобках число анализов): кровь (мг/л) — общая 0,031±0,005 (256), эритроциты 0,007 (15), плазма 0,028 — 0,044, x=0,035; сыворотка 0,03—0,04; молоко 20 мкг/л; прочие органы (n*10в-6): кость 55—96 (3, ж.), 100—160 (≥300, з.); мозг 0,08 (10, ж ), 0,07—3,5 (70, с.); волосы 0,05—0,9 (700); сердце 3,5—7,7 (≥200, з.); почка 0,1 (16, ж.), 0,15—1,5 (180, с.), 7,6—16 (≥200, з.); печень 0,1 (11, ж.), 0,05—0,18 (116, с.), 4 (315, з.); легкие 0,12—0,2 (13, ж.), 0,4 (68, с.), 9,8—14 (≥200, з.); мышцы 0,05 (6, ж.), 3—21 (140, з.); ногти 0,017—0,65 (23); кожа 0,02 (18, с.), 8,8—13 (35, з.); селезенка 0,08 (67, с.), 4,4 (300, з.); зуб 70—100. При избытке Sr у растущих животных развивались нарушения обмена и стронциевый рахит. С увеличением возраста всасываемость снижается (до 0,05—0,25), так же как и для труднорастворимых соединений (≤0,01). Снижается с возрастом и отложение Sr в скелете. При уровской болезни содержание Sr в костях в 5—8 раз выше нормы. Выведение Sr из организма происходит быстрее, чем 90Sr, Tб для которого составляет 980 сут, а эффективный период его полувыделения определен в 5700 сут. Радиотоксичностью обладает также 89Sr, имеющий эффективный период полувыделения ~ 50 сут., биологический 13 000 сут. и характеризующийся довольно полным всасыванием в организм (с пищей 30—80%, из воздуха 40—50%). ПДК для радионуклидов 90Sr и 89Sr таковы (Ки/л): ПДКр, 3*10в-13 и 3*10в-11, в воздухе санитарно-защитных зон 3*10в-14 и 3*10в-12, населенных пунктов 3*10в-15 и 3*10в-13, ПДКвх вп 3*10в-11 и 3*10в-9. 89Sr опасен в ранние периоды ядерных выбросов, 90Sr — в более отдаленные сроки. Он хорошо растворим в воде и легко проникает в организм. Подобно Ca, он накапливается в сене и в зерне злаковых и с хлебом попадает в организм человека, концентрируясь в основном в костной ткани, и крайне трудно извлекается. Особенно интенсивно он концентрируется в растущем организме.
Sr также преимущественно накапливается в организме детей — до четырехлетнего возраста. Рабочие стронциевых и, возможно, бариевых производств заболевают сердечно-сосудистыми болезнями; заболеваемость прямо пропорциональна стажу их работы. Отмечалась слабая прямая корреляция между частотой онкологических заболеваний и содержанием в почве валовых количеств Sr, а также уровская болезнь костей при обогащении вод.
На этом перечень патологий, связанных с избытком стабильных изотопов Sr, ограничивается. Это не относится к высокопатологичным 90Sr и 89Sr. 88Sr расположен в условном ряду относительно низкопатологичных элементов (при избыточном содержании): Si ≥ I ~ Bi — Sr ~ Pt ≥ In; данные о патологиях при его недостаточности отсутствуют.