Йод и вода: реакционни механизми, въздействие върху околната среда и ефекти върху здравето

Йодът присъства естествено във водата. Средната концентрация в морската вода е около 60 ppb, но варира от място на място. Реките обикновено съдържат около 5 ppb йод, а в минерални източници дори могат да се намерят някои ppm. Кафявите водорасли натрупват до 0,45% (суха маса) йод. Коралите, морските гъби, черупките и рибите натрупват високи концентрации на йод, обикновено под формата на тироксин или трийод тироксин.


По какъв начин и под каква форма йодът реагира с водата?

Йодът може

Йодът е силно реактивен, въпреки че е по-малко екстремен за йода, отколкото за други халогени. Йодът не може да бъде намерен като елемент, а по-скоро като молекули I2, като I - йони или като йодат (сол на йодинова киселина с IO3 - анион).
При добавяне на йод към водата се получават следните реакции:

Молекулите I2 и водните молекули реагират на вещества като хипойодит (OI -). Реакцията може да се движи по двата начина на равновесие, в зависимост от рН на разтвора.
Йодът може също да се появи като I3 - (aq), HIO (aq), IO - (aq) и HIO3 (aq). Йодът може да се свърже с много различни вещества, например други халогени. Формите на съединенията се държат по различен начин, когато влязат в контакт с вода.


Разтворимост на йод и йодни съединения

Разтворимостта на йод във вода се определя от температурата (20 o C) и налягането (1 бара) и е относително ниска. Йодът е по-добре разтворим в йодни разтвори. Появява се следният реакционен механизъм:

Когато йодът попадне в повърхностните води, той може да излезе като йоден газ. Повечето йодни съединения са лесно разтворими във вода или алкохол. Неорганичните йоди са силно разтворими във вода.

Защо йодът присъства във водата?


Какви са въздействията на йода във водата върху околната среда?

Йодът се причислява към клас на опасност за водата 1. Това означава, че е леко вреден, когато се разтвори във вода. Реакциите с алкални метали, алуминий, живак, флуор или терпентин обаче могат да увеличат риска. Рисковете за околната среда могат да се различават при йодните вещества.
Стойността на LD50 за плъхове (орално приемане) е около 14 000 mg/kg.
Най-често познатото въздействие на радиоактивния йод върху околната среда е експлозията на ядрения реактор в Чернобил през 1986 г. Изотопът на йод 131 I е освободен в големи количества. Изотопът има период на полуразпад 8 дни и може да бъде погълнат от крави и други говеда, като по този начин преминава в човешкото мляко и водоснабдяване. В Украйна радиоактивният йод в течаща вода все още създава проблеми. Повечето реки текат на юг. Приливът заличава радиоактивността на континента. Обикновено хората рядко влизат в контакт с радиоактивен йод, освен ако няма причина за работа или някакво медицинско лечение.

За повече информация относно Чернобил вижте страницата с екологични бедствия


Какви са ефектите върху здравето на йода във водата?

Йодът играе важна роля в производството на хормони на щитовидната жлеза. Човешкото тяло обикновено съдържа около 10-15 mg от това вещество. По-голямата част може да се намери в щитовидната жлеза. Препоръчителният дневен прием на йод е между 150 и 200 μg. Обикновено тази доза се постига чрез ядене на кухненска сол, към която се добавя йод.
Поглъщането на йод в световен мащаб се различава значително при различните народи, тъй като хората, които ядат големи количества риба, поемат по-големи количества йод. Това е между 50 μg и 10 mg на ден.
Йодът също може да повлияе отрицателно на щитовидната жлеза. Това обикновено се свързва с хиперактивност. Чувствителните хора могат да развият заболяване, включващо симптоми като инча, бронхит, нарушения на съня, обриви и т.н., след продължително излагане на йод. Контактът с кожата с концентриран йод може да доведе до пигментация. Йодните изпарения причиняват дразнене на очите и белите дробове.
Като чист елемент йодът е токсичен, дори количества от 2 g могат да бъдат смъртоносни. В алкохолен разтвор количество от 30 ml може да бъде летално. Йодите са сравнително безвредни в сравнение. Опитите с плъхове обаче посочват, че те могат да повлияят на плодовитостта на жените.
Децата реагират яростно на повишено или намалено поемане на йод, тъй като щитовидната жлеза се развива.


Кои технологии за пречистване на водата могат да бъдат приложени за отстраняване на йод от водата?

Йодът може да бъде отстранен от водата с активен въглен.
Йодът често се прилага за пречистване на водата. Основното му приложение е дезинфекция на питейна вода. Могат да се получат йодни таблетки, които могат да се добавят директно към водата.
Йодът може да се регенерира, което често се прилага за икономически цели.