Як дізнатися скільки в людині берилію. Професійне отруєння бериллієм та його сполуками

БЕРИЛІЙ (Beryllium, Glucinium; Be) - хімічний елемент II групи періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва; має токсичну дію. Атомний номер 4, атмосферна вага 9,0122. З шести радіоактивних ізотопів практичне застосування знаходять 7 Be з періодом напіврозпаду 54 дні та 10 Be з періодом напіврозпаду 2,5 10 6 років. Берилій – твердий тендітний метал світло-сірого кольору. На повітрі покривається окисною плівкою, що надає йому матовий відтінок і захищає від подальшого окиснення. Щільність 1,85-1,86, t ° пл 1280 °, t ° стос 2471-2970 °. Відкритий Вокленом (L. N. Vauquelin) у 1798 році. Зміст берилію в земній корі 4 10 -4 вага.%. Основний мінерал - берил, різновидами якого є дорогоцінне каміння смарагд і аквамарин. Сліди 7 Be та 10 Be виявлені у дощовій воді, снігу, морських відкладах, в атмосфері, де берилій утворюється в результаті ядерних реакцій, що протікають під дією космічних променів.

Берилій у хімічних сполуках двовалентний. Із водою не взаємодіє. Розчиняється в кислотах та розчинах лугів з утворенням берилатів (Be+2NaOH = Na 2 BeO 2 + H 2). Окис берилію - BeO і гідрат окису - Be(OH) 2 - білі порошки, нерозчинні у воді, що мають амфотерні властивості.

Металевий берилій має високу проникність для рентгенівських променів, внаслідок чого його застосовують для влаштування «вікон» у рентгенівських установках. В атомних реакторах берилій використовується як сповільнювач і відбивач нейтронів, що служить джерелом нейтронів, які випускає під дією альфа-часток, гамма-променів. Берилій широко застосовується у приладобудуванні, в авіаційній та космічній техніці, головним чином у вигляді сплавів з іншими металами (мідь, магній, алюміній).

Берилій та його сполуки дуже отруйні. Солі берилію вже в концентрації 10-6 моль/л специфічно пригнічують лужну фосфатазу. Берилій пригнічує також аденозинтрифосфатазу та утворення фосфору та аміаку при розпаді нуклеїнових кислот. Експериментальні дослідження та клінічні спостереження свідчать, що в основі механізму дії берилію на організм лежить зміна білкового обміну, що веде до порушення діяльності окремих ферментів та розвитку аутоімунного процесу. Безсумнівно також, що істотну роль патогенезі захворювання грає сенсибілізація організму сполуками берилію.

ГДК берилію та його сполук (у перерахунку на берилій) у повітрі робочої зони становить 0,001 мг/мг.

Визначення берилію проводять люмінесцентним чи спектрографічним методом.

Професійні шкідливості

Висока токсичність берилію та його сполук обумовлює можливість випадків отруєння ним або його солями, наприклад, при вилучення берилію з руд, при отриманні сплавів, керамічних виробів, при виготовленні рентгенівських трубок, флюоресцентних та неонових ламп тощо.

Картина отруєння берилію та його сполуками залежить від ступеня їхньої дисперсності: пари та дими більш отруйні та ведуть до уражень глибоких відділів дихальних шляхів. На думку деяких дослідників, сполуки берилію порушують проникність клітин, викликаючи набряк останніх. Потім розвивається некроз клітин з подальшим розростанням сполучнотканинних елементів.

Основним шляхом проникнення берилію та його сполук є органи дихання; депонується берилій у кістках, легенях, лімфатичних вузлах, печінці, серцевому м'язі та ін. Виділення берилію з організму відбувається через кишечник, меншою мірою через нирки.

Гострі форми отруєння бериллієм спостерігаються при вдиханні BeCl 2 BeF 2 BeS0 4 Be(NO 3) 2 фторокиси берилію.

У ряді випадків гостра інтоксикація проявляється у вигляді захворювання типу ливарної лихоманки (див.), В інших випадках - у вигляді різкого подразнення слизових оболонок дихальних шляхів, кон'юнктиви очей. У хворих спостерігаються ларингіт, трахеїт, а також бронхобронхіоліт, які протікають із високою температурою та дихальною недостатністю. Нерідко гострий бронхобронхіоліт супроводжується бронхоспазмом.

Клінічні симптоми отруєння стихають через 2-3 тижні (іноді 2-3 місяці). Тяжкість клінічного перебігу при отруєнні фторидом берилію (BeF 2) пояснюють ураженням не тільки слизової оболонки бронхів та бронхіол, але й усієї бронхіальної стінки з супутнім ураженням перибронхіальної тканини. При повторній інтоксикації захворювання протікає у більш тяжкій формі. Найчастішим ускладненням є пневмонія.

Віддаленими наслідками гострого отруєння є розвиток хронічного токсичного бронхіту, пневмосклерозу та бронхоектазів.

Бериліоз - професійна хвороба, що викликається токсичною дією берилію та його малорозчинних сполук - Be, BeO, Be(OH) 2 , може проявитися через кілька місяців або навіть років після припинення роботи з сполуками берилію. Чим коротший латентний період, тим важчий перебіг берилліозу і вища смертність хворих.

Смерть хворих, які страждають на бериліоз, найчастіше настає від пневмонії або серцевої недостатності. Найчастіше бериліоз розвивається у робітників при плавленні берилію, при виробництві сплавів і люмінесцентних ламп і т. д. Прискорюють розвиток або викликають загострення хвороби супутні захворювання, хірургічні втручання, вагітність та ін. , в подальшому вологий), біль у грудній клітці. Вже в початкових стадіях берилліозу спостерігаються порушення серцевої діяльності, розвивається легеневе серце, відбувається дистрофія міокарда тощо. 2) гранулематозна – характеризується більш тяжкою клінічною симптоматикою та більш швидким прогресуванням. У початкових фазах розвитку множинні клітинні гранульоми у легенях мають невеликі розміри; вони виявляються лише з первинно збільшених рентгенограммах. У виражених випадках з'являються більші тіні і перинодулярна емфізема, що чітко виявляється. У міру прогресування процесу на тлі цих змін з'являються грубі циротичні поля, що перемежуються з великобульозною емфіземою. На рентгенограмах виявляються плевральні зрощення, у коренях легень нерідко виявляються гіперплазовані лімфатичні вузли.

Відповідно до існуючої робочої класифікації бериліоз ділиться на три стадії: I, II та III. В основу зазначеного поділу поряд з характерними рентгеноморфологічними проявами покладено переважно дані загальноклінічних досліджень (див. Пневмоконіози).

Мал. 4. Бериллієва гранульома в легкому з великим поліморфізмом клітинних елементів та наявністю гігантських клітин (забарвлення гематоксилін-еозином; х 100). 4. Бериллієва гранульома в легкому з великим поліморфізмом клітинних елементів та наявністю гігантських клітин (забарвлення гематоксилін-еозином; х 100).

При бериліозі морфологічні зміни характеризуються дифузним ураженням обох легень та плеври, поширеним гранулематозом та хронічним проміжним проліферативним процесом, що локалізується у перегородках альвеол, під плеврою, перибронхіально, периваскулярно. Гранулеми - сірувато-білого кольору, щільної консистенції, розміром від 0,2 до 1,5 см. Гранулема складається в основному з гістіоцитів, епітеліоїдних клітин з домішкою (головним чином по периферії) лімфоїдних, плазматичних і гігантських клітин типу клітин чужорідних тіл .рис.4-9). Гігантські клітини містять кристалічні утворення. Надалі відбувається дозрівання клітин гранульоми з появою у ній фібробластів. Фібробласти починають продукувати колагенові волокна, і процес завершується розвитком на місці гранульоми сполучнотканинного вузлика, який нерідко піддається гіалінозу. У гранульомах виявляють типові для Б. конхоїдальні (раковиноподібні) тільця діаметром від 2,5 до 10 мкм, які можуть утворювати скупчення діаметром до 190 мкм. Іноді вони розташовуються у багатоядерних гігантських клітинах. Конхоїдальні тільця забарвлюються гематоксиліном у синій, синьо-фіолетовий колір, іноді дають позитивну реакцію на залізо, мають вигляд флюоресціюючих блакитних зерен при освітленні ультрафіолетовими променями. Поряд із гранулематозом у міжальвеолярних перегородках спостерігається дифузний проліферативний процес з наявністю гістіоцитів, лімфоїдних, плазматичних клітин, фібробластів, що закінчується дифузним пневмосклерозом. Спостерігається бронхіт, можливий розвиток бронхоектазів. Зустрічаються ділянки ателектазу та емфіземи. У кровоносних судинах можуть мати місце ендартеріїт, ендофлебіт, тромбози. Описані зміни у легенях зазвичай призводять до розвитку легеневого серця.

Гранулеми були знайдені також у печінці, селезінці, нічках, скелетних м'язах, міокарді, плеврі, лімфатичних вузлах, головних бронхах та кістковому мозку. Можливий розвиток гранульом у шкірі та підшкірній клітковині при проникненні берилію через пошкоджений покрив.

Лікуванняхворих при гострій інтоксикації розчинними сполуками берилію проводиться за загальним принципом професійних отруєнь: етіологічному, патогенетичному та симптоматичному. Насамперед необхідно швидке припинення подальшого контакту з патогенним агентом: видаляють потерпілого із загазованого приміщення, знімають забруднений одяг, видаляють токсичну речовину з шкірних покривів. При легко виражених інтоксикаціях, розвиток яких обумовлено прямою дратівливою дією розчинних сполук берилію (хлористі, сірчанокислі, фтористі та ін.) слизових оболонок, кон'юнктиви, дихальних шляхів, доцільно призначення аерозольтерапії у вигляді лужних інгаляцій1 -15 днів, промивання кон'юнктив 2% розчином бікарбонату натрію з подальшим закапуванням у вічі 10% розчину сульфацилу натрію; симптоматична терапія (протикашльові засоби, спазмолітики). При гострих інтоксикаціях середнього та тяжкого ступеня (капілярний бронхіт, бронхіоліт) рекомендуються інгаляції карбогену; призначення лікарських препаратів бронхолітичної та протизапальної дії (еуфілін, амінофілін, синтофілін), антибактеріальних засобів (антибіотики та сульфаніламіди), антигістамінних препаратів. У випадках неефективності різних бронхо-спазмолітків при виражених явищах бронхоспазму рекомендується застосування засобів, що діють на запальний компонент патологічного процесу. Найкращими препаратами є кортикостероїди (30-40 мг преднізолону на добу у вигляді коротких курсів по 15-20 днів із поступовим зниженням до мінімальних доз).

У всіх випадках гострої інтоксикації лікування має бути комплексним, необхідно в кожному окремому випадку суворо індивідуально використовувати поєднання тих чи інших лікарських засобів. Також індивідуально слід вирішувати питання і про дозування препаратів та метод їх введення. По ліквідації симптомів інтоксикації рекомендується санітарно-курортне лікування (середня смуга Союзу. Південний берег Криму).

Для лікування гранулематозної форми бериліозу, як і для лікування дифузних хвороб сполучної тканини, широко використовуються кортикостероїди. Лікування рекомендується проводити курсами. Тривалість одного курсу – 30-60 днів. Зазвичай проводиться два курси на рік. Призначаються середні терапевтичні дози (20-30 мг із поступовим зниженням доз до мінімальних). Поряд із кортикостероїдами можна застосовувати і цитостатичні імунодепресанти (азотіонрин та ін.).

Профілактикаповинна бути спрямована насамперед на герметизацію виробничих процесів, правильну організацію системи вентиляції виробничих приміщень та очищення вентиляційних викидів, застосування засобів індивідуального захисту (спецодяг, респіратори та ін.), попередні огляди осіб, які надходять на роботу, та періодичні медогляди робітників.

При діагностуванні берилліозу незалежно від тяжкості захворювання подальший контакт з бериллієм має бути негайно припинено (вирішення питань експертизи працездатності проводиться диференційовано з урахуванням особливостей реакції організму та санітарно-гігієнічних умов праці).

Позитивна шкірна проба із солями берилію, що вказує на сенсибілізацію організму берилію, є також протипоказанням до продовження контакту з ним. Не рекомендується подальший контакт з бериллієм та його сполуками після перенесеної гострої інтоксикації цими речовинами навіть за повного одужання, оскільки можлива сенсибілізація до зазначених речовин.

Берилій у судово-медичному відношенні має значення при розслідуванні переважно виробничих отруєнь; експертне значення має гарячковий синдром, подібний до явищ ливарної лихоманки. При розтині трупа в легенях спостерігають щільні вузлики, емфізему, розширення та гіпертрофію правого серця, у печінці – набухання, некроз та жирове переродження. У легких загиблих виявляють до 78 мкг, у регіонарних залозах, печінці, нічках, ребрах – до 138 мкг берилію на 100 г тканини. При судово-хімічному дослідженні проводиться виявлення та визначення берилію в органах спектральним чи хімічним методами. Хімічне дослідження проводиться після екстракції з Берілон II.

Бібліографія:Войнар А. І. Біологічна роль мікроелементів в організмі тварин та людини, М., 1960; Дарвін Дж. та Баддері Дж. Берилій, пров. з англ., М., 1962, бібліогр.; Розенберг П. А. Кількісне визначення берилію в біологічних середовищах, Лаборат. справа, №4, с. 11, 1963; Уайт Д. та Берк Дж. Берилій, пров. з англ., М., 1960, бібліогр.; Шуберт Дж. Деякі нові відомості з хімії та біохімії берилію, Усп. хім., т. 30, ст. 4, с. 550, 1961; Еверест Д. А. Хімія берилію, пров. з англ., М., 1968, бібліогр.

Професійні шкідливості- Акопов І. А. та ін. Безпека праці під час роботи з бериллієм та її сплавами, М., 1964; Алексєєва О. Г. Експериментальне вивчення впливу сенсибілізації нуклеопротеїдами легень на вираженість шкірного тесту Куртіса при бериліозі, Гіг. праці та проф. захворів., jSft 9, с. 29, 1967; Берилліоз, за ред. К. П. Молокано-ва та ін, М., 1972, бібліогр.; Васильєва Є. В. Імунологічна оцінка моделі експериментального бериліозу, Бюлл, Експерим, біол, та мед., т. 67, ΛΓ» 3, с. 74, 1969; Гельфон І. А. та Орлова А. А. Деякі клініко-біохімічні паралелі при бериліозі, Клин, мед., Т. 47, № 6, с. 73, 1969; Рушков П. П. Пневмоконіози, М., 1965; Ізраельсом 3. І., Могилевська О. Я. та Суворов С. В. Питання гігієни праці та професійної патології при роботі з рідкісними металами, с. 78, М., 1973; Орлова А. А. Сучасний стан питання про лікування берилліозу, там же, т. 48, Л» 3, с. 140, 1970; Орлова А. А. та Розенберг П. А. Стан окислювальних процесів при виражених формах берилліозу, Гіг. праці та проф. захворів., № 4, с. 22, 1969; Andrews J.M., До a е-ш і H. а. H а г d у H. L. Patterns of lung dysfunction in chronic beryllium disease, Amer. Rev. resp. Dis., v. 100, p. 791, 1969; Chiappino G., Cirla A. a. Vigliani E. C. Delayed-type hypersensitivity reactions до beryllium compounds, Arch. Path., v. 87, p. 131, 1969; Lie ben J. a. Williams R. R. Respiratory disease associated with beryllium refining and alloy fabrication, J. occup. Med., v. 11, p. 480, 1969.

A.А. Орлова, M.C. Толзька, A.А. Чумаків; A.H.Крилова (суд.), E.А. Максимюк (хім.).

Берилій - елемент таблиці Менделєєва, відкритий в 1798. За характеристиками цей метал перевершує ряд аналогів і активно використовується у виробництві електроніки, ракетобудуванні, авіації та суміжних галузях. За рідкісні якості названо "металом майбутнього", а за високу токсичність "чортовим металом". Пари або пил, що утворюються при промисловій обробці, вкрай небезпечні і здатні викликати гостре або хронічне отруєння бериллієм. Це захворювання має професійний характер і називається бериліоз.

Ризик

Найчастіше бериліоз розвивається у працівників підприємств:

видобувних та переробних берилій (металургія, гірничозбагачувальна галузь);
що виробляють або утилізують електроніку;
атомної галузі;
космічної галузі;
літакобудування;
автомобілебудування.

Можливе і не професійне отруєння бериллієм. Іноді симптоми берилліозу з'являються у людей, що живуть у районі, де розташовується промислове виробництво або ведеться видобуток металу. Захворювання має аутоімунний характер, ризик розвитку мають приблизно 2% населення. Насиченість повітря парами чи частинками пилу у разі не грають значення, важлива тривалість контакту. Виникнення хвороби може бути відстроченим: іноді наслідки отруєння бериллієм з'являються через 10 – 20 років (частіше 1,5 – 2 роки) після безпосереднього контакту.

Зустрічаємо захворювання у осіб, які контактували з бериллієм – до 7%. Захворювання протікає гостро або у хронічній формі, характерний розвиток генералізованої інтоксикації із залученням усіх органів та систем.

Гостре отруєння бериллієм

При гострій інтоксикації залучається респіраторна система – верхні, нижні дихальні шляхи чи самі легкі. Ступінь ураження залежить від агрегатного стану, форми з'єднання берилію, аутоімунної готовності та стану організму.

Гостра інтоксикація може виявляється у формі:

катарального риніту (слизове відокремлюване з носа, закладеність, утруднення носового дихання);
фарингіту (сухість, садіння в горлі, біль при ковтанні, можлива іррадіація болю в область середнього вуха);
ларинготрахеїту (першіння в горлі, осиплість голосу, сухий гавкаючий кашель, галасливе, сипле дихання за відсутності болю в горлі);
трахеобронхіту (сухий кашель, що посилюється в положенні лежачи, при глибокому диханні; гострий сідаючий біль у грудях під час кашлю, задишка);
токсична пневмонія (лихоманка, загальна слабкість, утруднення дихання, біль у грудях, надсадний нападоподібний кашель зі слизовим мокротою, яка в міру прогресування захворювання стає гнійною).

Симптоми отруєння при поразці носоглотки, трахеї та бронхів у разі короткочасні, не вимагають специфічної терапії і самостійно купуються через 1-2 діб після припинення контакту з бериллієм.

Стадії гострого отруєння бериллієм:

прихована фаза від 3 до 6 годин;
період активних клінічних проявів; 6-8 годин. Супроводжується лихоманкою, головним болем, приголомшливим ознобом.
дозвіл захворювання.

Рідко спостерігається хвилеподібна течія з рецидивуючими лихоманками, приступоподібним кашлем, у цьому випадку захворювання набуває затяжного характеру.

При залученні нижчих відділів дихальної системи розвиваються гостра пневмонія. Початок захворювання стрімкий, стан середньої тяжкості чи тяжкий. Хворий на ціанотичний, ослаблений, виражені симптоми загальної інтоксикації, аускультативно у легенях безліч різнокаліберних вологих хрипів, у важких випадках – крепітація. Рентгенологічно визначаються ділянки затемнення легеневої тканини, підвищення легкості, зниження екскурсії легень.

Можливе ускладнення у вигляді гострого ураження серцевого м'яза, міокардиту: приєднуються скарги на почастішання серцебиття, аритмію, біль у серці, м'язові болі, посилення задишки. В цьому випадку показано ЕКГ-дослідження, УЗД серця.

Гостра інтоксикація бериллієм у вигляді пневмонії триває до 2-3 місяців, потім стан пацієнта нормалізується. Можливі такі результати як хронізація процесу та смерть пацієнта від інтоксикації.

Летальність від токсичної пневмонії досить висока, частіше до 3 тижня, але іноді і в 1-2 добу захворювання, від паралічу дихального центру, що розвивається.

Хронічний бериліоз

Протікає в інтерстиціальній чи гранулематозній формах. Активні ознаки берилліозу з'являються через кілька місяців або років контакту з бериллієм та сполуками. Можливість викликати відстрочені, до кількох десятків років реакції – відмінна риса берилію.

Характерні скарги:

втрата ваги до 10 кг;
періодична лихоманка;
багаторазове блювання;
зміна лімфовузлів;
респіраторні прояви (сухий кашель, наростаюча задишка, утруднення дихання);
невмотивована втома;
зміна кольору шкірних покривів (розлитий ціаноз із чавунним відтінком).

За ступенем ураження легень виділяють 3 стадії бериліозу:

I – стадія інтерстиціальних змін (нечисленні гранульоми, видимі зі збільшенням знімка);

II – множинні гранульоми;

III стадія – велика кількість гранульом різних форм та розмірів, деформація

Перкуторно визначається емфізематозний звук, при аускультації – множинні сухі хрипи або вологі дрібнокаліберні. Рентгенологічно виявляються численні розсіяні утворення різної форми.

У важких випадках отруєння бериллієм прогноз несприятливий, т.к. бериліоз часто ускладнюється розвитком легеневої гіпертензії, серцевої недостатності, приєднанням суглобового синдрому, ураженням печінки.

Діагностика

Діагностика берилліозу базується на даних анамнезу, загального огляду, результатах об'єктивного обстеження, лабораторних та інструментальних методів.

При збиранні анамнезу звертають увагу на можливий контакт хворого з бериллієм, його тривалість;

Загальний огляд: недолік маси тіла, стан шкірних покривів, лімфатичних вузлів, специфічні прояви дихальної недостатності (задишка, деформація пальців на кшталт барабанних паличок, нігтів як годинникового скла);
Біохімічний аналіз крові: підвищення рівня γ-глобулінів;
Шкірна проба Кертіса: гіперсенсибілізація до берилію;
Рентгенографія легень: зміни, що відповідають стадії захворювання;
Спірометрія: пригнічення показників вентиляції, що не відповідає вираженості задишки та інтенсивності ціанозу, знижується коефіцієнт поглинання кисню тканинами.

У разі труднощів при постановці точного діагнозу – проведення біопсії легені на наявність берилію в тканинах гранульоми.

Лікування

Терапія гострої інтоксикації бериллієм, як правило, симптоматична і включає судинозвужувальні, антигістамінні, протикашльові препарати, лужні інгаляції. При гострій серцевій або дихальній недостатності пацієнт отримує специфічну терапію у кардіологічному чи пульмонологічному відділеннях.

У разі хронізації процесу лікування берилліозу ґрунтується на застосуванні глюкокортикостероїдних гормонів, частіше преднізолону. Гормонотерапія має тривалий характер, оскільки її припинення веде до рецидиву захворювання, доза розраховується індивідуально. Симптоматично пацієнти отримують протизапальні, десенсибілізуючі засоби, бронхолітики, відхаркувальні та ін.

Профілактика

Щоб попередити бериліоз, необхідно дотримуватись заходів безпеки при роботі, використовувати індивідуальні засоби захисту, не допускати забруднення одягу бериллієм та сполуками, ретельно прибирати робоче місце. Профілактика отруєння бериллієм також включає проведення регулярних профоглядів із залученням рентгенолога та терапевта – не рідше 1 разу на 6 місяців.

Це важливо, т.к. мікроелементи становлять єдину систему і дефіцит одних елементів, що викликає накопичення інших, і відбувається їх взаємне заміщення.

Як Ви могли зрозуміти, наш проект повністю присвячений спектральному аналізу та роз'ясненню його принципу в рамках контролю здоров'я людини. Ми з радістю допоможемо Вам пройти це дослідження, роз'яснимо отримані результати і за необхідності надамо рекомендації щодо відновлення елементного статусу Вашого організму.

Наші фахівці з радістю дадуть відповіді на питання, що виникли у Вас, щодо дослідження методом спектрального аналізу!

Унікальність даного методу, дозволяє досліджувати зразки з будь-якої частини Нашої країни та регіону світу , у вигляді звичайного листа, це справді унікальний інструмент контролю здоров'я організму.

Пам'ятайте, що систематичний контроль показників організму, це стать, на шляху до здоров'я і довголіття.

Дякуємо за Вашу увагу, з повагою, компанія 33 Елементи!

Публікації

Чи шкідливо є срібним посудом дітям та дорослим? Міф чи реальна небезпека для організмуЧитати >>

Як пройти дослідження, якщо Ви територіально перебуваєте не в Санкт-Петербурзі?Читати >>

Цей огляд акцентує увагу на назву статті - "Чому люди вибирають клініку МНС Росії?".

Концепція контролю здоров'я, як фактор правильного розуміння та ставлення людини до організмуЧитати >>

Від самого початку, берилійзвали глюцинієм. З грецької перекладається як «солодкий». Те, що кристали металу на смак нагадують цукерки, вперше зауважив Поль Лебо.

Французькому хіміку вдалося синтезувати агрегати бериліюнаприкінці 19 століття. Допоміг метод електролізу. У металевій формі елемент був отриманий ще 1828-го німцем Фрідріхом Веллером. У берилій став на 4-е місце і уславився речовиною з дивовижними властивостями. Насолодою вони не обмежуються.

Хімічні та фізичні властивості берилію

Формула бериліювідрізняється всього чотирма електронами. Це не дивно з огляду на місце елемента в таблиці Менделєєва. Дивно, що вони перебувають на s-орбітах. Не залишається вільних позицій нових електронів.

Тому, берилій – елемент, не бажаючий вступати в хімічні реакції. Винятки метал робить для речовин, які здатні відібрати, замістити його власні електрони. На це, наприклад, здатний галоген.

Берилій – метал. Проте, він має і ковалентні зв'язки. Це означає, що в атомі бериліюперекриваються, узагальнюються деякі пари електронних хмар, що притаманно неметалів. Така двоїстість позначається на механічних параметрах речовини. Матеріал одночасно крихкий та твердий.

Відрізняється берилій та легкістю. Щільність металу лише 1,848 грамів на кубічний сантиметр. Нижче планка лише в деяких лужних металів. Сходячи з ними в щільності, берилій вигідно вирізняється стійкістю до корозії.

Від неї елемент рятує плівка у частині міліметра завтовшки. Це оксид берилію. Він утворюється повітря за 1,5-2 години. У результаті блокується доступ кисню до металу, і він зберігає всі первозданні властивості.

Радують і міцність берилію. Дріт діаметром всього один міліметр здатна тримати навісу дорослого чоловіка. Для порівняння, аналогічна нитка рветься при навантаженні 12 кілограмів.

Берилій, властивостіякого обговорюються, майже втрачає міцності при нагріванні. Якщо довести температуру до 400 градусів, «сила» металу послабшає лише вдвічі. Дюралюміній, наприклад, стає менш міцним у 5 разів.

Гранична температура твердості берилію– понад 1 200 за шкалою Цельсія. Це непередбачувано, адже в періодичній таблиці четвертий елемент стоїть між і . Перший плавиться за 180-ти, а другий – за 650-ти градусів.

За ідеєю, температура розм'якшення берилію повинна бути близько 400 за шкалою Цельсія. Проте, четвертий елемент потрапив до списку щодо тугоплавких, поступившись, наприклад, залізу лише 300 градусів.

Гранична реакція бериліюна температуру – кипіння. Воно відбувається при 2450 градусах Цельсія. Закипаючи, метал перетворюється на єдину сіру масу. У звичайному вигляді, елемент , з вираженим, злегка маслянистим блиском.

Сяйво гарне, але небезпечне для здоров'я. Берилій отруйний. Потрапляючи в організм, метал замінює кістковий магній. Починається бериліоз. Його гостра форма виражається набряком легень, сухим кашлем. Бувають летальні випадки.

Вплив на живі тканини – один із небагатьох недоліків берилію. Переваг більше. Вони служать людству, зокрема у сфері важкої промисловості. Отже, настав час вивчити, як застосовується четвертий елемент таблиці Менделєєва.

Застосування берилію

Гідроксид бериліюта окис урану становлять ядерне паливо. Четвертий метал застосовують у атомних реакторах і для уповільнення нейтронів. Оксид берилію додають у паливо, а й роблять із нього тигли. Це високотеплопровідні, високотемпературні ізолятори.

Крім атомної техніки сполуки берилію, на його основі знадобляться в авіабудуванні та космонавтиці. З 4-го металу роблять теплові екрани та системи наведення. Елемент потрібен і для ракетного палива, а також обшивки кораблів. Їхні корпуси роблять з берилієвих бронз.

За властивостями вони перевершують леговані сталі. Достатньо додати до всього 1-3% 4-го елемента, щоб довести до максимуму розривну міцність. Згодом вона не втрачається. Інші сплави з роками втомлюються, їх експлуатаційні параметри знижуються.

Чистий берилій погано обробляється. Виступаючи в ролі добавки до металу, стає податливим. Можна виготовити стрічку завтовшки всього 0,1 міліметра. Маса бериліюполегшує метал, виключає його магнітність, іскріння при ударах.

Все це знадобиться у виробництві пружин, підшипників, ресорів, амортизаторів, шестерень. Експерти стверджують, що в сучасному літаку є понад 1 000 деталей саме з берилієвої бронзи.

У металургії використовують і пару берилій-магній. Останній метал губиться при плавленні. Добавка 0,005% 4-го елемента скорочує випаровування та окислення магнію при плавці та .

За аналогією діють так само зі складами на основі алюмінію. Якщо ж поєднувати 4-ий метал або , вийдуть бериліди. Це сплави виняткової твердості, здатні прослужити 10 годин при температурі 1650 градусів за Цельсієм.

Хлорид бериліюнеобхідний медикам. Вони використовують речовину при діагностиці туберкульозу та взагалі в рентгенотехнічному устаткуванні. Четвертий елемент - один з небагатьох, що не взаємодіють з променями рентгенівського діапазону.

Ядро берилію, його атоми майже невагомі. Це дозволяє пропускати у 17 разів більше м'яких променів, ніж, наприклад, пропускає алюміній аналогічної товщини. Тому віконця рентгенівських трубок роблять саме з берилію.

Видобуток берилію

Метал витягують із руд. Подрібнений берилій спікають із вапном, фторсилікатним натрієм і крейдою. Отриману суміш проводять через кілька хімічних реакцій до отримання гідроксиду 4-го елемента. У процесі бере участь кислота.

Бериліяочищення трудомістка. Гідроокис вимагає прожарювання до оксиду. Його, у свою чергу, переводять у хлорид або фторид. З них-то шляхом електролізу та видобувають металевий берилій. Використовують метод відновлення магнієм.

Отримання берилію – це десятки перегонок та очищення. Позбудеться, головним чином, потрібно від оксиду металу. Речовина робить берилій надмірно тендітним, непридатним для промислового використання.

Процес видобутку 4-го елемента ускладнюється його рідкістю. На тонну земної кори припадає менше 4-х г берилію. Загальносвітові запаси оцінюються лише у 80 000 тонн. Щороку з надр витягують близько 300 з них. Обсяг видобутку поступово зростає.

Найбільше елемента в лужних, багатих на кремнезем, породах. Їх майже немає на Сході. Це єдиний регіон, який не видобуває берилій. Найбільше металу у США, зокрема, штаті Юта. Багаті 4-м елементом і Центральна Африка, Бразилія, Росія. На них припадає 50% світових запасів берилію.

Ціна берилію

на берилій цінаобумовлена як його рідкістю, а й складністю виробництва. У підсумку вартість кілограма сягає кількох сотень доларів США.

На біржах кольорових металів торгують фунтами. Англійська міра ваги дорівнює приблизно 450 грамів. За цей обсяг просять майже 230 умовних одиниць. Відповідно, кілограм оцінюють майже в 500 доларів.

До 2017-го року світовий ринок берилію, за прогнозами експертів, досягне 500 тонн. Це свідчить про попит на метал. Значить, його вартість, напевно, продовжить зростати. Не дарма берилій – основа дорогоцінного каміння , , .

Ціна сировини наближається до запитів ювелірів за ограновані кристали. Вони, до речі, можуть бути матеріалом для видобутку берилію. Але, звичайно, ніхто не пускає смарагди на переплавку, поки в природі є поклади руд, що містять четвертий елемент. Як правило, він супроводжує алюмінію. Тож якщо вдалося знайти руди останнього, напевно, вдасться виявити в них і берилій.

Забруднення навколишнього середовища цим металом теж пов'язане з розвитком промисловості, і до того ж найсучаснішою - атомною. На підприємствах з великими потужними джерелами атомної енергії (берилій служить джерелом в атомних реакторах), на фабриках і кар'єрах, де концентрація цього елемента досягає 0,01 мг на 1 м 3 повітря, вже можуть відзначатися ознаки отруєння. Розрізняють три ступені отруєння: I - так звана лихоманка ливарників, що проходить через 24 або 48 год; II - токсичне запалення легень, що з'являється навіть кілька років; III - хронічне отруєння, зване бериліозом, чи промисловим легень. Статистика показує, що у 100 таких отруєнь буває 10 смертельних випадків. Перший випадок був відзначений вже в 1930 р., але тоді в 1 м 3 повітря було лише 25 мг берилію.

Берилій належить до тих нерадіоактивних елементів, використання яких зросло протягом останніх 20 років приблизно на 500 %, тоді як, наприклад, бору - на 78 %, - на 50 %, міді - на 30 %, марганцю - на 45 %, нікелю - на 70% - на 44%.

Потреба промисловості у цьому елементі різко зросла, і це турбує лікарів та дієтологів, тим більше, що берилій використовується ще й у ракетних двигунах, причому не тільки в ракетах для досліджень атмосфери, а й у військовій техніці. Відомо, що в ракетах для досліджень атмосфери використовується кілька тон берилію на рік, а скільки у військовій техніці? У вже з 1963 р. шукають матеріал, який міг замінити цей елемент.

Берилій – рідкісний елемент на нашій планеті – має багато цінних властивостей. Він дуже легкий (у 4,5 рази легший за залізо) і при бомбардуванні альфа-частинками стає багатим джерелом нейтронів. Енріко Фермі використовував препарати та берилію в експериментах, що дали світові перший реактор.

Довгі роки бериллієм разом з цинком заповнювали кольорові вуличні лампи з флюоресцентним світлом, які згодом виявилися шкідливими. Берилій не іржавіє. І ще одна величезна перевага: порошок берилію, що постійно використовується в паливних сумішах для ракет, при згорянні виділяє велику кількість енергії.

Але один його недолік переважує всі його переваги: він отруйний, до того ж навіть у мінімальних кількостях. Переважно він діє жінок, іноді й чоловіків губить.

Експерименти на курах показали, що берилій отруює їх смертельно. Якщо навіть з'являлися курчата з отруєних яєць, то це були виродки з різними деформаціями. А кури, отруєні бериллієм, несли яйця більшого розміру, ніж нормальні, ніби хотіли таким шляхом позбутися отрути.