Полная версия

Главная arrow Экология arrow Биогеохимия радионуклидов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Рутений

Рутений (Ruthenium), Ru — химический элемент VIII группы Периодической системы Д.И. Менделеева с атомным номером 44. Относится к элементам платиновой группы. Открыт при исследовании остатков очистки уральской самородной платины в 1844 г. К. К. Клаусом. Назван в честь нашей страны (ЯшЬеша — по-латыни Россия).

В природе встречается семь стабильных изотопов: 96Яи (5,7%), 98Яи (2,2%), "Яи (12,8%), 100Яи (12,7%), |01Яи (17,0%), 102Яи (31,3%), 104Яи (18,3%). Конфигурация внешних электронных оболочек атома АсР5бх. Одно из самых замечательных химических свойств рутения — его многочисленные валентные состояния. Это самый «многовалентный» элемент: он может существовать по крайней мере в девяти валентных состояниях. Легкость перехода рутения из одного валентного состояния в другое и обилие этих состояний приводят к чрезвычайной сложности и своеобразию химии рутения. Наиболее характерные степени окисления +3, +4, +6, +8.

Радиоактивные изотопы рутения в природе не существуют, но они образуются в результате деления ядер урана и плутония в реакторах атомных электростанций, подводных лодок, кораблей, при взрывах атомных бомб. Большинство радиоактивных изотопов рутения недолговечны, но два — 103Яи и |06Яи — имеют достаточно большие периоды полураспада.

Рутений — редкий и очень рассеянный элемент. Содержание в земной коре 5 • 10_6% по массе. Известен единственный естественный минерал этого элемента — лаурит, Яи82. В некоторых других природных соединениях рутений — изоморфная примесь, количество которой, как правило, не превышает десятых долей процента. Небольшие примеси соединений рутения были обнаружены в медноникелевых рудах канадского месторождения Седбери, а потом и на других рудниках. Следы рутения обнаружены в изверженных кислых породах и многих минералах. Рутений, с одной стороны, образует труднорастворимые окислы, которые накапливаются в остатках горных пород, а с другой — минеральные и поверхностные воды растворяют часть рутения, он переходит в раствор и рассеивается. Сильные адсорбенты и биохимические агенты могут вновь концентрировать рутений из растворов. Так, повышенные концентрации рутения обнаружены в пиролюзите Мп07.

В настоящее время предприятия по производству плутония выбрасывают десятки килограммов благородного металла рутения, который обладает чрезвычайной подвижностью и может мигрировать с грунтовыми водами на большие расстояния, создавая опасность радиоактивного загрязнения. То же самое может происходить при захоронении осколков в шахтах на большой глубине.

Содержание рутения в водах Мирового океана составляет 0,7 пг/л. В почвах рутений, в частности радионуклид 106Ки, накапливается в верхних слоях, однако, обладая подвижностью особенно в кислых почвах, может мигрировать в нижние горизонты. Сорбция рутения компонентами почв зависит от коллекторных носителей, окислительно-восстановительного потенциала, присутствия органических и неорганических лигандов и pH почвенного раствора. В почвенном растворе Ru может присутствовать как в катионной, так и в анионной формах. Анионные формы подвижны в почвах, катионные быстро сорбируются твердой частью почвы. При смещении pH в щелочную сторону поглощение рутения почвой повышается. В ионном обмене в почве Ru практически не участвует.

Рутений является единственным платиновым металлом, который обнаруживается в составе живых организмов (по некоторым данным — еще и платина). Способностью накапливать этот элемент обладают некоторые виды растений, в частности он концентрируется в корнях бобовых. Содержание Ru в растениях варьирует в пределах 0,4— 200 мкг/кг, составляя в среднем 5 мкг/кг сухой массы (Bowen, 1979).

Морские и пресноводные водоросли интенсивно накапливают радиоактивные изотопы рутения (в сотни и тысячи раз, по сравнению со средой), ракообразные — в десятки и сотни, моллюски — до десятков, рыбы и головастики лягушек — от единиц до сотен раз. В теле наземных млекопитающих Ru концентрируется в основном в мышечной ткани. Изотопы рутения всасываются через пищеварительный тракт, проникают в легкие, отлагаются в почках, печени, мышцах, скелете.

В теле человека рутений встречается редко. Все соединения рутения ядовиты и могут долго оставаться в коже и костях. Выводится Ru из организма животных и человека преимущественно с мочой. Оксид рутения Ru04 крайне ядовит. Радиоактивные изотопы рутения способны долго оставаться в организме, увеличивая риск возникновения раковых опухолей.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>