BAR – tajemniczy pierwiastek
Bar jest pierwiastkiem chemicznym z grupy berylowców, w której znajdują się takie biopierwiastki jak magnez i wapń. Jest szeroko wykorzystywany w rożnych gałęziach przemysłu, wciąż nie jednak nie jest jeszcze ustalona jego rola dla organizmu człowieka.
W przyrodzie bar występuje najczęściej w takich minerałach jak baryt, (siarczan baru) i witeryt (węglan baru). Baryt najpopularniejszy w przyrodzie związek baru, ma szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Stosowany jest w przemyśle farmaceutycznym i w medycynie. Siarczan baru w postaci papki barytowej połyka się przed wykonywaniem zdjęć rentgenowskich przewodu pokarmowego. Jest stosowany jako czynnik kontrastujący, ponieważ nie przenikają przez niego promienie X. Używany jest jako pigment do produkcji farb, środek obciążający w produkcji papieru (papier fotograficzny), wypełniacz kauczuku i tworzyw sztucznych, oraz w kosmetyce do wyrobu pudrów. Wykorzystywany jest także do wyrobu płuczek wiertniczych, jako materiał obciążający w przemyśle papierniczym i gumowym, do wytwarzania bieli w przemyśle farbiarskim, a także jako surowiec do wyrobu różnych soli barowych. Woda barytowa, która jest roztworem wodorotlenku baru używana jest jako odczynnik w chemii analitycznej.
SKĄD SIĘ BIERZE BAR?
Bar jest aktywnym chemicznie miękkim metalem o jasnoszarej barwie i aktywności chemicznej podobnej do potasu. Na powietrzu w temperaturze pokojowej pokrywa się szybko warstewką tlenku, a po ogrzaniu zapala się. Sole baru barwią płomień palnika gazowego na kolor intensywnie zielony, dlatego stosowany jest przy produkcji ogni sztucznych. Metal ten ulega działaniu wody i alkoholi - reagując bardzo gwałtownie. Jest on silnym reduktorem - wykazuje duże powinowactwo do tlenu. Z azotem tworzy azotek - Ba3N2. Reaguje energicznie z fluorowcami tworząc odpowiednie halogenki. Bar ulega na zimno działaniu rozcieńczonych kwasów gwałtownie z nimi reagując. Reaguje z wodorem tworząc wodorek BaH2. Bardzo powoli ulega działaniu stężonego kwasu siarkowego - powstaje pasywna warstwa siarczanu baru BaSO4. Stopy baru z glinem stosowane są jako pochłaniacze gazów w technikach próżniowych. Stopy z niklem stosuje się do wytwarzania elektrod do świec w silnikach spalinowych.
Bar odkryty został przez angielskiego chemika Humphrey Davy’ego w 1808 roku, który otrzymał go na drodze elektrolizy, jeszcze dość zanieczyszczony. Inne zaś źródła podają, że odkrył go już w 1774 roku Carl Wilhelm . Scheele. Nazwę pierwiastka ustalono w oparciu o greckie słowo "baros" oznaczającego "ciężki" lub "gęsty”. Czysty pierwiastek otrzymał dopiero Antoine Guntz w 1901 roku przez redukcję tlenku baru za pomocą glinu. Obecnie bar otrzymuje się przez redukcję tlenku baru BaO glinem lub krzemem. Proces prowadzi się w piecach próżniowych w temperaturze 1500° K.
BAR W WODZIE
Bar nie występuje w przyrodzie w stanie wolnym, ale w skorupie ziemskiej zajmuje 17 miejsce pod względem rozpowszechnienia, licząc procenty wagowe, natomiast w oceanach na 1000 kilogramów wody przypada 20 mg czystego baru.
Do tej pory nie stwierdzono jakie działanie fizjologiczne ma bar na organizm w procesach metabolicznych. Wiadomo tylko, że niektóre związki baru są trujące, ale siarczan baru występujący w przyrodzie jako baryt jest obojętny dla zdrowia. Toksyczna dawka baru, dla człowieka wynosi 30 mg. Dawką śmiertelną jest ilość powyżej 800 mg i to w zależności od rodzaju związku, w jakim występuje bar, Dopiero przy takiej dawce mogą występować objawy zatrucia miejscowego. Uzależnione jest to jednak od zmniejszonego poziomu innych pierwiastków, przede wszystkim potasu. Większe ilości magnezu i wapnia niwelują skutki toksycznego działania baru. Mechanizm toksycznego działania tego pierwiastka polega na wypieraniu potasu i wiązania anionów siarczanowych. Dzienna pobierana dawka baru w pożywieni oceniana jest na 600 – 750 µg a zawartość baru we krwi człowieka od 0,5 do 2,4 µg /l.
Bar występuje w wodach podziemnych z pokładów wodonośnych zawierających niektóre pierwiastki z grupy berylowców. Jego zawartość w niektórych wodach mineralnych może wynosić do 2 mg/dm3 wody, co jest wielkością stosunkowo niedużą, piętnastokrotnie mniejszą niż uznawany za toksyczny poziom tego pierwiastka. Jego oddziaływanie jest skutecznie pomniejszane wraz ze wzrostem zawartości w wodzie magnezu i wapnia. Ponadto zawartość baru zmniejsza się w procesie odżelaźniania wody, co jest dozwolonym procesem technologicznym przy produkcji naturalnych wód mineralnych.
BEZPIECZNA ZAWARTOŚĆ
Prowadzone na ochotnikach badania, w czasie których przez 10 tygodni podawano im wodę do picia z barem o zawartości do 10 mg/l, nie wykazały żadnych szkodliwych skutków, stwierdzanych klinicznie. Prowadzone badania epidemiologiczne w obszarach gdzie ludzie spożywają wodę zawierająca od 2 do 10 mg baru w litrze nie wykazały żadnych różnic w ich zdrowiu w stosunku do grup kontrolnych spożywających wody o zawartości baru 0 do 0,2 mg/litr. Na podstawie miarodajnych badań epidemiologicznych Światowa Organizacja Zdrowia wyznaczyła poziom baru w wodach do picia na poziomie 7,3 mg/litr. Jest to dawka, przy której niema jeszcze żadnych szkodliwych skutków oddziaływania tego pierwiastka. Nie może więc być mowy, że zawartość baru w wodzie poniżej tej granicy jest szkodliwa i niebezpieczna dla zdrowia.
W niektórych wodach leczniczych zawartość baru dochodzi nawet do 20 mg/dm3. W wodach słonych, zawierających od 60 do 80 gramów składników mineralnych w litrze, zawartość baru wynosi od 90 do 100 mg/ dm3. Wody takie używane są do kąpieli i raczej nie dostają się do przewodu pokarmowego, który jest jedyną drogą, jaką bar mógłby się dostać do organizmu.
Bar jest w grupie pierwiastków o nieustalonej jeszcze roli biologicznej. Uznawane kiedyś za toksyczne i szkodliwe dla zdrowia niektóre pierwiastki okazały się bardzo konieczne w niektórych procesach immunologicznych. Przykładem może być wanad, który uznawany był za pierwiastek toksyczny, a okazało się, że spełnia on, w odpowiedniej ilości, rolę stymulatora enzymów przemiany glukozy i innych węglowodanów.
mgr Tadeusz Wojtaszek
Ekspert ds. wód mineralnych
Polskiego Towarzystwa Magnezologicznego
im. prof. Juliana Aleksandrowicza