ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 123
Скачиваний: 0
Из высших растений наиболее богаты калием Свекла, кйртофель, табак, подсолнечник и некоторые другие. В раститель ном мире калий играет большую роль В углеводном и белковом обмене. В связи с этим растения, богатые белком, как правило, имеют повышенное содержание калия. У животных калий так же оказывает значительное влияние на обмен веществ. ОН воз буждает парасимпатический отдел вегетативной нервной систе мы, Принимает участие в регулирований функций ферментов, является стимулятором активности карбоангидразы. Кроме того, известно, что Процесс фОсфОрилирования пировиноградной ки слоты Протекает только в присутствии калия. Обнаружено, Что недостаточное содержание калия в продуктах питания приводит к резкому замедлению роста молодого организма.
Особенно богаты калием животные ткани, характеризующие ся активными физиологическими функциями. К числу таких тка ней относятся: скелетная мышца, мышца сердца, паренхима пе чени, селезенка и т. п. При этом установлено, что основное коли чество калия концентрируется главным образом в клеточных элементах, а не в межтканевой жидкости. Основным депо калия в теле млекопитающих является мышечная ткань. Концентрация калия в мышцах человека достигает 500 мг%.
Установлено, что в зависимости от функционального состоя ния организма поглощение мышцами калия протекает по-раз ному. Наиболее интенсивно мышцы усваивают калий в период своей активной деятельности. Мышцы, находящиеся в состоянии покоя, поглощают калий в меньших количествах и легко отдают его в кровь [19]. При ослаблении сократительной функции серд ца концентрация калия в миокарде убывает. Уменьшается со держание калия и в утомленной мышце. Полагают, что присут ствие калия в органе, выполняющем физическую работу, обу словлено его участием в энергетическом обеспечении деятельно сти мышц [20]. От содержания калия зависит и работа нервной клетки. Обнаружено, что в период возбуждения нервной клетки ионы калия ее покидают, создавая отрицательный заряд на по верхности клетки.
|
Калий выводится |
из организма |
преимущественно с |
мочой |
||
и в |
меньшей |
степени |
с |
калом и потом. Экспериментальным пу |
||
тем |
найдено, что с мочой выделяется калия из организма |
при |
||||
мерно в 10 раз больше, чем с калом. |
|
|
||||
|
Уровень |
содержания |
калия в тканях зависит также |
и от |
возраста организма. В тканях стареющего животного, с пониже нием интенсивности обменных процессов, наблюдается уменьше ние содержания калия.
Аналогичные данные были получены при изучении содержа ния калия в растениях. Оказалось, что стареющие части рас тений по содержанию калия заметно беднее, чем молодые, ра стущие. При этом выяснилось, что по мере развития растения в его тканях происходит постоянное перераспределение калия,
в силу чего калий из стареющих частей растения постепенно пе
реходит |
в молодые (почки, новые листья и т. п.). |
|||
Как |
правило, 4 0 К является |
основным |
радиоизотопом, форми |
|
рующим |
р-активность |
тела |
любого представителя флоры и |
|
фауны. |
|
|
|
|
Р у б и д и й . Тесная |
биогеохимическая |
связь рубидия с ка |
лием обусловлена близостью их кристаллохимических свойств, что и предопределяет их постоянное совместное нахождение [21]. Так как ионный радиус рубидия всего лишь на 12% боль ше, чем у калия, то он нередко замещает его в химических со единениях [22].
Содержание рубидия в некоторых горных породах колеблет ся в пределах 0,225—0,06% [23, 24]. Рубидий имеет два изото па: стабильный —8 5 Rb и радиоактивный —8 7 Rb (27,85%)- Со держание рубидия в коре выветривания в среднем равно 7,5Х Х10~3 % [25]. Радиоактивный распад 8 7 Rb сопровождается ис пусканием р-частиц с энергией порядка 0,275 Мэв и небольшим
количеством у-квантов с энергией 0,394 Мэв. |
Период полураспа |
||||||||
да етКЬ 6,15-1010 |
лет. Поэтому, |
несмотря |
на |
широкую распро |
|||||
страненность |
в |
природе, вклад |
его в |
общую |
радиоактив |
||||
ность невелик. |
|
Собственных |
минералов |
рубидий |
не образу |
||||
ет [26]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обмен рубидия в живых организмах мало изучен. Однако |
|||||||||
предполагают, |
что его биологическая роль |
и характер распреде |
|||||||
ления |
в организме |
тождественны |
калию. В то же время между |
||||||
калием |
и рубидием |
отмечены |
и |
явления |
ионного |
антагонизма, |
что отчетливо проявляется в благотворном влиянии калия при отравлении животных большими дозами рубидия [27].
Накапливается рубидий в организме млекопитающих, так же как и калий, преимущественно в мышечных тканях. Не сколько меньшие количества рубидия найдены в эритроцитах и совсем мало в других тканях и органах животных. Среднее со
держание рубидия в крови человека определено |
в пределах 2— |
3 мг/л. При этом обнаружена некоторая разница |
в зависимости |
от пола. У мужчин концентрация рубидия в крови несколько вы
ше и достигает 3,15 мг/л, а |
у женщин ниже и соответствует в |
|||
среднем 2,8 мг/л. Несколько большие |
количества рубидия най |
|||
дены в мышцах птиц. Так, концентрация рубидия в золе |
груд |
|||
ных мышц голубя достигает |
112 мг/кг, |
а у баклана — |
135 |
мг/кг, |
что по активности должно |
соответствовать 2,0 и 2,5 |
нкюри/кг |
золы. В теле млекопитающих содержание рубидия заметно мень
ше. Так, на 1 кг золы тела |
млекопитающих в |
среднем прихо |
|||
дится от 8 до 65 мг |
рубидия. |
Содержание |
рубидия в теле |
бес |
|
позвоночных также |
невелико |
и составляет |
не |
более 28 |
мг/кг |
золы. Невысокое содержание рубидия обнаружено у медуз, в золе которых оно достигает 45,5 мг/кг [27].
В морской воде содержание рубидия заметно меньше, |
чем |
в почвах. Если в почвах содержится рубидия 6 • 10—3%, |
то в |
морской |
воде концентрация его, по |
одним данным, примерно |
2-10-5 % |
[28], а по другим — 7-10~4% |
[29]. |
Содержание рубидия в пресных водоемах и реках еще мень ше, чем в морской воде. Концентрация рубидия в воде реки Москвы достигает всего лишь 1,6 - \ 0 ~ 7 % . По мере увеличения степени засоленности воды содержание рубидия повышается.
Пользуясь критериями, приведенными в табл. 6, можно оп ределить, что удельная радиоактивность мягких тканей млеко питающих за счет рубидия приблизительно соответствует пХ
ХЮ~ 1 0 кюри/кг. |
Этим же путем можно найти, что общее коли |
|||
чество 8 7 Rb, содержащееся в теле человека |
массой 70 |
кг, оп |
||
ределяется |
величиной порядка 10~8 кюри. |
|
|
|
К а л ь ц |
и й . |
Радиоактивный изотоп 4 8 Са |
составляет |
пример |
но 0,19% в природной смеси изотопов этого элемента. Доля других, стабильных изотопов в этой смеси характеризуется сле дующим процентным соотношением: 4 0 Са — 96,92%, 4 2 Са — 0,64, 4 3 Са — 0,129, 4 4 Са — 2,13 и 4 6 Са — 0,0033%. При каждом акте распада 4 8 Са происходит испускание двух р-частиц. Период по
лураспада этого |
природного радиоизотопа |
чрезвычайно велик, |
он превышает 2 |
• 101 6 лет и намного больше |
геологического воз |
раста Земли. |
|
|
В земной коре кальций в основном содержится в виде угле кислых, сернокислых и фосфорнокислых соединений. В организ ме животных соединения кальция в весовом отношении значи тельно превосходят содержание всех других минеральных солей.
Общее содержание кальция в теле взрослого человека |
дости |
гает 1,5%, что для тела массой 70 кг соответствует 1,0 |
кг. При |
этом более 98% кальция приходится на долю скелета. |
|
Растительные организмы усваивают кальций непосредствен |
но из почвы. Животные получают кальций с пищей и водой в виде органических и минеральных соединений. Суточная потреб ность в кальции взрослого человека составляет 0,7—1,1 г. Ра стущий организм потребляет кальция в значительно больших
количествах, чем |
зрелый, |
у которого |
закончено |
формирование |
||||||||
костей. Особенно |
высокая |
потребность |
в |
кальции |
наблюдается |
|||||||
у беременных и лактирующих организмов. |
|
|
|
|
|
|
||||||
Некоторое представление |
о |
величине |
радиоактивности |
раз |
||||||||
личных тканей человека за счет изотопа 4 8 Са |
можно |
получить из |
||||||||||
табл. 7. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Так как в теле взрослого человека массой 70 кг содержится |
||||||||||||
примерно |
1000 г |
кальция, |
то |
суммарная |
радиоактивность |
та |
||||||
кого человека, обусловленная 4 8 Са, будет составлять |
0,77 |
пкюри. |
||||||||||
Приведенное свидетельствует |
о том, что, несмотря |
на |
широкое |
|||||||||
распространение |
кальция |
в |
биосфере |
и |
его |
исключительно |
||||||
важную |
роль в |
биохимических |
процессах, |
в |
силу |
крайне |
большого периода полураспада вклад 4 8 Са |
в |
общий фонд |
естественной радиоактивности биосферы мал |
и |
находится за |
пределами чувствительности обычных методов |
измерения. |
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7 |
|
Содержание |
кальция в тканях человека и их активность за счет 4 8 Са |
|
|||||
|
|
|
Содержа - |
Удельная |
|
Содержа |
Удельная |
|
|
|
ние |
|
ние |
||
Ткань, |
орган |
активность, |
Ткань, орган |
активность, |
|||
<«Са, |
л - 1 0 — 1 7 |
« С а , |
п-10—17 |
||||
|
|
|
мг% |
|
|
мг% |
|
|
|
|
кюри /кг |
|
кюри/кг |
||
|
|
|
[ 2 9 а ] |
|
[ 2 9 а ] |
||
Мышца |
сердца |
5,3 |
3,5 |
Поджелудочная |
22,0 |
15,4 |
|
Мышца |
скелета |
4,0 |
2,8 |
железа |
|
|
|
Печень |
|
|
7,0 |
4,9 |
Почки |
12,0 |
8,4 |
Кожа |
|
|
32,0 |
22,0 |
Трахея |
95,0 |
66,5 |
Аорта |
|
|
97,0 |
67,9 |
Гортань |
192,0 |
133,0 |
Легкие |
|
|
15,0 |
10,5 |
Кости |
14800,0 |
10360,0 |
Ц и р к о н и й . |
9 6 Zr — р-излучающий |
естественный |
изотоп, |
с |
||||||||||
большим |
периодом |
полураспада, соответствующим |
6 - Ю 1 6 |
лет. |
||||||||||
В состав |
природной |
изотопной |
смеси |
циркония |
входят: |
9 0 Zr |
||||||||
(61,46%), |
9 1 Zr |
|
(11,23%), *9 2 Zr |
(17,11%), |
9 4 Zr |
(17,40%) |
|
и |
||||||
9 6 Zr (2,80%). |
|
Максимальная энергия |
р-частиц |
9 6 Zr |
сравни |
|||||||||
тельно |
высокая |
и соответствует |
2,9 Мэв. |
Содержание |
|
циркония |
||||||||
в земной коре составляет примерно 2,8-10_ 2 %. |
|
|
|
|
|
|||||||||
Попадая |
в |
организм млекопитающих |
преимущественно |
с |
||||||||||
пищей, |
цирконий |
откладывается |
главным |
образом |
в |
костной |
||||||||
ткани. |
Из-за |
низкой |
удельной |
активности |
значение |
вклада |
9 6 Zr в суммарную дозу природной радиации определить обыч ными дозиметрическими методами не представляется возмож ным. Поэтому в настоящее время 9 6 Zr как естественно радио активный изотоп практического интереса для радиационноэкологических исследований не представляет. Роль циркония как химического элемента в организме животных и растений пока еще не изучена. Однако установлено, что некоторые растения
способны |
накапливать |
его в |
сравнительно больших количест |
вах. Так, |
найдено, что |
полынь |
Гмелина, произрастающая на |
почве, содержащей цирконий в количестве 1-10~3%, накапли вает его до уровня 2• 10- 2 % (в золе). Наилучшим концентра тором циркония на Дальнем Востоке считается папоротник, в золе которого обнаружено до 5 -10- 2 % этого элемента. В не больших количествах цирконий обнаружен в ветках и листьях осины [30].
Исследованиями, проведенными на одном из месторожде ний редкоземельных элементов Сибири, было установлено, что наиболее интенсивно цирконий накапливается багульником, не
сколько меньше — рододендроном, |
еще |
меньше — брусникой и |
|||
лиственницей. |
|
|
|
|
|
И н д и й . |
Этот элемент |
имеет |
два |
естественных изотопа: |
|
1 1 3 1п (4,33%) |
и радиоактивный 1 1 5 1п (95,67%). Период |
полу |
|||
распада 1 1 5 1п |
более 6 - Ю 1 4 лет. Содержание индия в земной ко |
||||
ре составляет |
около 10_ 5 % |
ее массы. Индий — типичный |
эле- |