Strontium (Sr) en water

De strontiumconcentratie in zeewater ligt gemiddeld bij ongeveer 8 ppm. Rivierwater bevat over het algemeen circa 50 ppb van dit element en in het weefsel van oesters heeft men 10 ppm (drogestofgehalte) gevonden.
In opgeloste vorm is strontium vooral als Sr²⁺(aq) aanwezig. Een andere mogelijke vorm is SrOH⁺(aq).

Hoe en in welke verbindingen reageert strontium met water?

Strontium reageert langzaam met water en vormt erbij strontiumhydroxide en waterstof gas. Het reageert sneller dan calcium dat er in het periodiek systeem direct boven staat, en langzamer dan barium dat in het periodiek systeem onder strontium te vinden is. De reactievergelijking is als volgt:

Sr(s) + 2H₂O(g) -> Sr(OH)₂(aq) + H₂(g)

Oplosbaarheid van strontium en/of zijn verbindingen in water

Strontium is niet in water oplosbaar, maar reageert ermee. Strontiumverbindingen kunnen echter wel oplosbaar zijn. Voorbeelden hiervoor zijn strontiumcarbonaat met een oplosbaarheid van 10 mg/L in water en strontiumchromaat met 9 mg/L.

Oplosbaarheid en waardoor deze beïnvloed kan worden

Hoe kan strontium in water terechtkomen?

Het belangrijkste strontiumhoudende mineraal is celestiet (strontiumsulfaat) gevolgd van strontianiet (strontiumcarbonaat). Hiervan worden elk jaar circa 140000 ton geëxploiteerd. Strontiummetaal dat hieruit geproduceerd kan worden, wordt niet veel gebruikt, maar wel om de laatste rest lucht uit vacuümbuizen te verwijderen. Als carbonaat wordt strontium vooral voor de productie van televisieschermen gebruikt. Dit is ook het belangrijkste gebruiksdoeleinde van het element. Het schermt de röntgenstralen af die door de elektrische straling in de kathodestraalbuis ontstaan. Door het steeds populairder wordende gebruik van flatscreens is dit wel in steeds mindere mate nodig. Strontium wordt ook voor de veredeling van alliages gebruikt en het werd in vorm van strontiumtitanaat als diamantimitatie toegepast. Het brandt met een rode vlam en is daarom goed geschikt voor het gebruik in vuurwerk. Strontiumferriet wordt in permanente ceramiekmagneten verwerkt die wegens hun hoge coercitiefkracht en bestendigheid tegen hoge temperaturen en corrosie bijvoorbeeld in kleine motors gebruikt kunnen worden.
Radioactief ⁸⁹Sr wordt in kernfysische onderzoeken en de nucleaire geneeskunde toegepast. ⁹⁰Sr is daarentegen een product van kernexplosies. Het leidde in de jaren 50 en 60 van de 20e eeuw tot een sterke contaminatie van de aarde, omdat men bovengrondse testexplosies uitvoerde. Ook is het een bijproduct van kernreactoren en zijn hoogenergetische straling wordt in o.a. ruimtevoertuigen gebruikt.

Welke milieuproblemen kunnen door waterverontreiniging met strontium ontstaan?

Strontium is alleen in een paar speciale gevallen een voor organismen essentieel element. Een aantal diepzeeorganismen gebruiken het om het als strontiumsulfaat in hun omhulsel in te bouwen en steenkoralen hebben het ook nodig. Planten bevatten circa 3-400 ppm strontium (drogestofgehalte). Door het neerslaan van het element als strontiumcarbonaat of het inbouwen in schelpmateriaal is strontium in het milieu meestal immobiel. De hoogste concentraties werden in woestijnen en bosgrond gevonden.
Strontium heeft van nature vier stabiele isotopen. Verder bestaan er ook negentien instabiele isotopen. ⁹⁰Sr heeft zich als gevolg van testkernexplosies in de vorige eeuw over de aarde verspreid, werd uit de atmosfeer gewassen en kwam via gecontamineerde bodems in grazende koeien en andere dieren en ten slotte in de mens terecht. Het werd eigenlijk door alle landorganismen in meetbare hoeveelheden opgenomen. Het is moeilijk om te zeggen hoe extreem de carcinogene en mutagene werking is.

Welke gezondheidseffecten kan strontium in water veroorzaken?

Strontium is met circa 4,6 ppm in het menselijke lichaam te vinden. Het heeft geen enkele functie, maar wordt waarschijnlijk vooral geabsorbeerd, omdat het heel erg op calcium lijkt. Daarom wordt het grootste deel van het opgenomen strontium ook ingebouwd in het skelet.
Strontium geldt als niet toxisch en een dagelijkse inname van normaal ongeveer 0,8-5 mg via het voedsel is ongevaarlijk, als het erbij niet om radioactief strontium (⁹⁰Sr) gaat. Dit kwam zoals boven beschreven in de vorige eeuw in het voedsel en vooral in het drinkwater terecht. Later werd het vooral in de melktanden van kinderen gevonden.
De risico’s van de opname van radioactief strontium zijn vooral gebaseerd op zijn carcinogene en mutagene werking, het veroorzaken van problemen bij de celdeling en de mogelijke verhoging van de sterfte van zuigelingen. ⁹⁰Sr vervalt in radioactief yttrium dat in bijzondere mate in de hypofyse en de eierstokken accumuleert en de hormoonhuishouding en de groei van kinderen op deze manier verstoort.

Welke waterzuiveringstechnologieën kunnen toegepast worden om strontium te verwijderen?

...

Literatuurverwijzingen

Terug naar het periodiek systeem der elementen

Terug naar de overzicht van elementen en water