la prima parte di questo è stata pubblicata qui
Ruolo biologico
L’acantharea, un gruppo relativamente grande di protozoi radiolari marini, produce scheletri minerali complessi composti da solfato di stronzio. Nei sistemi biologici, il calcio è sostituito in piccola misura dallo stronzio. Nel corpo umano, la maggior parte dello stronzio assorbito si deposita nelle ossa. Il rapporto tra stronzio e calcio nelle ossa umane è compreso tra 1:1000 e 1:2000, più o meno nello stesso intervallo del siero del sangue.
Il corpo umano assorbe lo stronzio come se fosse il più leggero congenere calcio. Poiché gli elementi sono chimicamente molto simili, gli isotopi stabili non rappresentano una minaccia significativa per la salute. L’essere umano medio ha un’assunzione di circa due milligrammi di stronzio al giorno. Negli adulti, lo stronzio consumato tende ad attaccarsi solo alla superficie delle ossa, ma nei bambini può sostituire il calcio nelle ossa in crescita e quindi portare a problemi di crescita ossea.
L’emivita biologica nell’uomo è stata variamente riportata da 14 a 600 giorni, 1.000 giorni, 18 anni, 30 anni e, a un limite superiore, 49 anni. Le cifre dell’emivita biologica pubblicate ad ampio raggio sono spiegate dal complesso metabolismo dello stronzio all’interno del corpo. Tuttavia, calcolando la media di tutti i percorsi di escrezione, si stima che l’emivita biologica complessiva sia di circa 18 anni. La velocità di eliminazione è fortemente influenzata dall’età e dal sesso, a causa delle differenze nel metabolismo osseo.
Il farmaco ranelato di stronzio aiuta la crescita ossea, aumenta la densità ossea e riduce l’incidenza di fratture vertebrali, periferiche e dell’anca.
Figura 5. Ranelato di stronzio
Tuttavia, il ranelato di stronzio aumenta anche il rischio di tromboembolia venosa, embolia polmonare e gravi disturbi cardiovascolari, compreso l’infarto del miocardio. Anche i suoi effetti benefici sono discutibili, poiché la maggiore densità ossea è in parte causata dall’aumentata densità dello stronzio sul calcio che sostituisce. Lo stronzio si bioaccumula anche nel corpo. Nel 2014 la Commissione Europea di Farmacovigilanza (PRAC) ha imposto restrizioni sull’uso del ranelato di stronzio, ciononostante lo stronzio è ancora contenuto in alcuni integratori.
Non ci sono molte prove scientifiche sui rischi del cloruro di stronzio se assunto per via orale. Alle persone con una storia personale o familiare di disturbi della coagulazione del sangue si consiglia di evitarne l’assunzione.
È stato dimostrato che lo stronzio inibisce l’irritazione sensoriale quando applicato localmente sulla pelle. Applicato topicamente, lo stronzio ha dimostrato di accelerare il tasso di recupero della barriera di permeabilità epidermica (barriera cutanea).
Riciclaggio
Nel 2017 un gruppo di ricercatori spagnoli, coordinati dal prof. Alberto Bolero, ha studiato la possibilità di riciclare, anziché gettare in discarica, i residui di ferriti contenenti stronzio per materiali usati nella fabbricazione di magneti permanenti. Il loro approccio si è dimostrato efficiente, risultando in polveri riciclate con proprietà magnetiche che non solo corrispondono a quelle del materiale di partenza acquisito dall’azienda per la produzione di magneti ma le superano.
È stato dimostrato che questo miglioramento è dovuto alla messa a punto della morfologia e della microstruttura attraverso la lavorazione e il successivo trattamento termico. L’utilizzo di condizioni di lavorazione nella stessa gamma di quelle tipicamente utilizzate nella preparazione di polveri di ferrite e magneti, in combinazione con la qualità magnetica superiore delle polveri risultanti, fanno di questo metodo un percorso idoneo a garantire la sostenibilità e un uso efficiente delle risorse in aziende per magneti permanenti [1].
Figura 6. Schema del processo di riciclaggio delle ferriti allo stronzio
Recentemente un gruppo di ricercatori cinesi, coordinati dai prof. Suiyi Zhu e Yang Huo, ha proposto un metodo per riciclare stronzianite ed ematite da fanghi contenenti stronzio [2]. Lo schema del processo è mostrato in figura 7.
Figura 7. Schema del metodo ideato dai ricercatori cinesi [2]
I fanghi da trasporto contenenti Sr sono rifiuti pericolosi comunemente generati dalle operazioni di raffinazione dei minerali e dalle centrali nucleari. Nel lavoro, il fango contenente Sr è stato simulato e quindi riciclato in modo pulito in stronzianite di elevata purezza con nanoparticelle di ematite come sottoprodotto tramite un nuovo percorso di precipitazione dell’ematite.
Ciclo biogeochimico
Il ciclo biogeochimico dello stronzio è stato studiato fin dagli ultimi anni ’40 del secolo scorso da Howard T. Odum all’Università di Yale (USA). Karin E. Limburg ha pubblicato, nel 2004, una review dei suoi lavori [3], includendo uno schema dei flussi, del 1951, che viene riproposto in figura 8.
Figura Ciclo biogeochimico dello stronzio nel 1951 [3]
Più recentemente, Antoine Boyer ha pubblicato il seguente schema del ciclo biogeochimico dello stronzio [4]:
Figura Schema del ciclo biogeochimico di A. Boyer
Per leggere i riquadri fare click sul link nel rif. [4].
Opere consultate
Handbook of Chemistry and Physics 85o Ed. p. 4, 29-30
https://en.wikipedia.org/wiki/Strontium
Bibliografia
[1] A. Bollero et al., Recycling of Strontium Ferrite Waste in a Permanent Magnet Manufacturing Plant., ACS Sustainable Chem. Eng. 2017, 5, 3243–3249.
[2] R. Bian et al., Recycling of High-Purity Strontianite and Hematite from Strontium-Bearing Sludge., ACS Omega, 2020, 5, 14078–14085.
[3] K.E. Limburg, The Biogeochemistry of Strontium: a review of H.T. Odum’s contributions., Ecological Modelling, 2004, 178, 31–33.
[4] A. Boyer, Strontium Cycle, 29 ottobre 2015, https://prezi.com/f5u0jzfjhkqc/strontium-cycle/
La Chimica e la Società 