Дипломная работа: Миграция радионуклидов стронция-90 в почвах различных типов Павлодарской области

- Проанализировать особенности накопление радионуклида стронция – 90 в почвах и растениях

- Изучить особенности миграции стронция-90 в растения

- Определить коэффициент перехода стронция-90 из почвы в растения

1 Литературный обзор

1.1 Свойства радионуклида Стронций-90

Стронций ⁹⁰ Sr – серебристый кальциеподобный металл, покрытый оксидной оболочкой, плохо вступает в реакцию, включаясь в метаболизм экосистемы по мере формирования сложных Са – Fe – Al – Sr – комплексов. Естественное содержание стабильного изотопа в почве, костных тканях, среде достигает 3,7 х 10^-2 %, в морской воде, мышечных тканях 7,6 х 10^-4 %. Биологические функции не выявлены; не токсичен, может замещать кальций. Радиоактивный изотоп в естественной среде отсутствует [1 , 43].

Стро́нций — элемент главной подгруппы второй группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 38. Обозначается символом Sr (лат. Strontium). Простое вещество стронций (CAS-номер: 7440-24-6) — мягкий, ковкий и пластичный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой химической активностью, на воздухе быстро реагирует с влагой и кислородом, покрываясь жёлтой оксидной плёнкой.

Новый элемент обнаружили в минерале стронцианите, найденном в 1764 году в свинцовом руднике близ шотландской деревни Строншиан, давшей впоследствии название новому элементу. Присутствие в этом минерале оксида нового металла было установлено почти через 30 лет Уильямом Крюйкшенком и Адером Кроуфордом. Выделен в чистом виде сэром Хемфри Дэви в 1808 году [2 , 46].

Содержание в земной коре — 0,384 % в свободном виде стронций не встречается. Он входит в состав около 40 минералов. Из них наиболее важный — целестин SrSO₄ . Добывают также стронцианит SrCO₃ . Эти два минерала имеют промышленное значение. Чаще всего стронций присутствует как примесь в различных кальциевых минералах.

Стронций содержится в морской воде (0,1 мг/л), в почвах (0,035 масс%).

В природе стронций встречается в виде смеси 4 стабильных изотопов ⁸⁴ Sr (0,56 %), ⁸⁶ Sr (9,86 %), ⁸⁷ Sr (7,02 %), ⁸⁸ Sr (82,56 %).[3 , 11].

Существуют 3 способа получения металлического стронция:

- термическое разложение некоторых соединений

- электролиз

- восстановление оксида или хлорида

Основным промышленным способом получения металлического стронция является термическое восстановление его оксида алюминием. Далее полученный стронций очищается возгонкой.

Электролитическое получение стронция электролизом расплава смеси SrCl₂ и NaCl не получило широкого распространения из-за малого выхода по току и загрязнения стронция примесями.

При термическом разложении гидрида или нитрида стронция образуется мелкодисперсный стронций, склонный к легкому воспламенению.

Стронций — мягкий серебристо-белый металл, обладает ковкостью и пластичностью, легко режется ножом.

Полиморфен — известны три его модификации. До 215^о С устойчива кубическая гранецентрированная модификация (α-Sr), между 215 и 605^о С — гексагональная (β-Sr), выше 605^о С — кубическая объемно-центрированная модификация (γ-Sr).

Температура плавления — 768^о С, Температура кипения — 1390^о С.

Стронций в своих соединениях всегда проявляет валентность +2. По свойствам стронций близок к кальцию и барию, занимая промежуточное положение между ними.

В электрохимическом ряду напряжений стронций находится среди наиболее активных металлов (его нормальный электродный потенциал равен −2,89 В. Энергично реагирует с водой, образуя гидроксид: Sr + 2H₂ O = Sr(OH)₂ + H₂ ↑ [4 , 21].

Взаимодействует с кислотами, вытесняет тяжёлые металлы из их солей. С концентрированными кислотами (H₂ SO₄ , HNO₃ ) реагирует слабо.

Металлический стронций быстро окисляется на воздухе, образуя желтоватую плёнку, в которой помимо оксида SrO всегда присутствуют пероксид SrO₂ и нитрид Sr₃ N₂ . При нагревании на воздухе загорается, порошкообразный стронций на воздухе склонен к самовоспламенению.

Энергично реагирует с неметаллами — серой, фосфором, галогенами. Взаимодействует с водородом (выше 200^о С), азотом (выше 400^о С). Практически не реагирует с щелочами.

При высоких температурах реагирует с CO₂ , образуя карбид:

5Sr + 2CO₂ = SrC₂ + 4SrO (1)

Легко растворимы соли стронция с анионами Cl^- , I^- , NO₃ ^- . Соли с анионами F^- , SO₄ ^2- , CO₃ ^2- , PO₄ ^3- мало растворимы.