Бор

Описание.
   Бор (лат. Borum) - химический элемент III группы периодической системы Д.И. Менделеева, атомный номер 5, атомная масса 10,811. Не металл. При обычной температуре химически инертен. Существует в двух формах - аморфной и кристаллической. Аморфный бор - бурый порошок без запаха и вкуса с очень высокой температурой плавления и кипения. Плохо проводит тепло и электричество. Кристаллический бор - гранатово-красные кристаллы квадратной системы, очень твердые (по твердости близки к алмазу) и хрупкие.
   Название свое бор получил по одному из своих природных соединений, с древности известному как "бура" (по-арабски "бурак", на поздней латыни - borax). Впервые свободный бор получен Л.Ж. Гей-Люссаком (Joseph Louis Gay-Lussac) и Л.Ж. Тенаром (Louis-Jacques Thиnard) в 1808 г. Подробнее об истории открытия бора см. соответствующую страницу книги профессора Химического факультета МГУ Н.А. Фигуровского "Открытие элементов и происхождение их названий".
   Содержание бора в земной коре составляет 0,0012%. В природе встречается в форме борной кислоты или ее солей - боратов, а также в виде полиборатов - солей полиборных кислот.
   Бор используется при производстве коррозионно-стойких и жаропрочных сплавов, боросиликатного стекла и композиционных материалов (в т. ч. боропластиков), сложных строительных материалов, некоторых моющих средств, а также при изготовлении сплавов для регулирующих устройств ядерных реакторов (отражателей нейтронов). Бор также содержится в фотографических материалах, высокоэффективных видах топлива, средствах пожаротушения, некоторых инсектицидах и даже в косметике.

Источники.
   Источником бора в подземных водах служат бороносные осадочные породы (борацит, бура, калиборит, улексит, колеманит, ашарит), породы, сложенные известково-магнезиально-железистыми силикатами и алюмосиликатами (так называемые "скарны"), соленосные отложения, а также вулканические породы и глины, содержащие бор, сорбированный из морской воды. Источниками соединений бора в природе служат также воды нефтяных месторождений, рапа соленых озер, термальные источники, особенно в районах вулканической активности. Существенный "вклад" вносят стоки стекольного, металлургического, машиностроительного, текстильного, керамического, кожевенного производств и коммунальные сточные воды, содержащие моющие вещества. Локальное загрязнение почвы возможно при внесении в нее борсодержащих удобрений и в местах разработки борсодержащих руд.
   Достоверная информация о том, как долго бор сохраняется в воздухе воде или почве отсутствует. Известно, что бор мало токсичен для рыб и других водных обитателей и практически не накапливается у них в организме. Однако бор имеет тенденцию к накоплению в растениях (особенно в овощах и фруктах) и поэтому присутствует в яблоках (245 мкг%), грушах (135 мкг%), винограде (365 мкг%), моркови (200 мкг%), орехах (мкг% - это величина, показывающая содержание вещества м микрограммах в 100 граммах продукта).

Влияние на качество воды.
   В природных водах бор находится в виде ионов борных кислот. В более кислых водах (при рН 2-6) бор присутствует преимущественно в форме ортоборной кислоты (Н3ВО3) с частичной ее диссоциацией на H2BO3- и ВО33-, в щелочных водах (при рН 7-11) - в форме тетра-, пента-, гекса- и других полиборных кислот, а при рН 12-14 - в форме метаборной кислоты (НВО2). Щелочные воды, как правило, более богаты бором, чем жесткие воды. Связано это с тем. что натриевые соли борных кислот имеют гораздо более высокую растворимость, чем соли кальциевые и магниевые. В маломинерализованных подземных водах содержание бора составляет, как правило десятки-сотни мкг/дм3, однако в минерализованных щелочных водах его концентрация может достигать единиц и даже десятков мг/л, что делает такую воду потенциально небезопасной для питьевого применения.

Пути поступления в организм.
   Бор может поступать в организм человека несколькими путями. В наибольших количествах - с воздухом при дыхании у людей, работающих на бородобывающем или бороперерабатывающем производстве, а также у людей, проживающих недалеко от таких заводов. В меньшей степени - при употреблении внутрь воды с повышенным содержанием бора и с пищей. Теоретически бор может попасть в организм при кожном контакте с косметикой, содержащей соединения бора, и с моющими веществами.

Потенциальная опасность для здоровья.
   Оксид бора и ортоборная кислота относятся к сильнодействующим токсичным веществам. Непродолжительное вдыхание воздуха, умеренно загрязненного соединениями бора вызывает у людей раздражение носоглотки и глаз. Исследования на животных показывают, что при вдыхании воздуха с высоким загрязнением соединениями бора развивается поражение легких.
   При поступлении боратов или борной кислоты внутрь с водой или пищей бор быстро и почти полностью поглощается из желудочно-кишечного тракта. Выведение бора происходит в основном через почки. При непродолжительном употреблении внутрь бора в повышенных концентрациях возникает раздражение желудочно-кишечного тракта. При длительном воздействии соединений бора нарушение процессов пищеварения приобретает хронический характер (развивается так называемый "борный энтерит"), возникает и борная интоксикация, которая может поразить печень, почки, центральную нервную систему. В длительных исследованиях на животных было выявлено негативное воздействие бора на репродуктивную функцию у мужских особей (в частности, снижение выработки сперматозоидов и развитие атрофии яичка), а также токсическое действие на эмбрион во время беременности с возможностью возникновения дефектов у новорожденных.
   По данным Агентства по учету токсических веществ и болезней США (US Agency for Toxic Substances and Disease Registry) серьезных последствий при кожном контакте с соединениями бора не установлено. При высоких концентрациях в месте контакта возможно появление раздражения кожи.
   В исследованиях под эгидой Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) не было также выявлено мутагенной активности боратов и борной кислоты.
   Департамент здравоохранения США (The Department of Health and Human services), Агентство по исследованию рака (International Agency for Research on Cancer) и Агентство по охране окружающей среды США (Environmental Protection Agency) не относят бор к числу канцерогенов. В долгосрочных исследованиях на мышах и крысах рост числа опухолевых заболеваний, обусловленный получением повышенных доз бария, не выявлен.
   На основе исследований, проведенных ВОЗ, для бора была определена величина переносимого суточного потребления (ПСП), равная 88 мкг/кг массы тела, и уже на ее основе выработана рекомендация по уровню содержания бора в воде - 0.3 мг/л.

Физиологическое значение.
   Бор можно отнести к условно эссенциальным микроэлементам, так как в он хоть и в микроскопических количествах (см. "Биогенная классификация химических элементов"), но стабильно присутствует в человеческом организме. На самом деле биологическая роль бора недостаточно изучена. Есть данные, что бор принимает участие в процессах метаболизма кальция, магния и фосфора и, как следствие, необходим для поддержания нормального состояния костной ткани, однако его суточная потребность для человека пока не определена. Утешает только то, что дефицит бора наблюдается крайне редко.

Технология удаления из воды.
   Обратный осмос, дистилляция.

Вверх