Нахождение йода в природе

Будучи достаточно редким химическим элементом (среднее содержание йода в земной коре составляет 0,00004% по массе), йод характеризуется крайней рассеянностью в природе. Он присутствует буквально везде. Даже в сверхчистых, казалось бы, кристаллах горного хрусталя находят микропримеси йода. Йод есть в горных породах (его концентрация в их большинстве изменяется в пределах от 0,01 до 6 мг/кг, достигая максимума в богатых органическим веществом сланцах) и почве, в соленой и пресной воде, в воздухе, в растительных клетках и организмах животных. А вот минералов, богатых йодом, очень мало.

Основное количество йода в природе содержится в морской воде, куда он был смыт с поверхности почвы ледниками, снегом, дождем, ветром и реками. Йод находится в глубоких слоях почвы и обнаруживается в содержимом нефтяных скважин, В целом, чем старее поверхность почвы и чем более была она подвержена в прошлом различным воздействиям (эрозии), тем меньше в ней йода. Наиболее обеднены йодом почвы в горных местностях, которые подвергались частому выпадению дождей со стоком воды в реки. Ледники также являются важной причиной потери йода из почвы в горных районах.
Йод находится в почве и морской воде в виде йодида. Ионы йодида окисляются под воздействием солнечного света в летучий атомарный йод. Таким образом, ежегодно около 400 тыс. тонн йода улетучивается с поверхности моря. Концентрация йодида в морской воде составляет около 50-60 мкг/л, а в воздухе - 0,7 мкг/м3. Из атмосферы йод возвращается в почву с дождевой водой, концентрация йода в которой колеблется в пределах 1,8-8,5 мкг/л. Цикл, таким образом, замыкается. Однако возвращение йода в почву происходит очень медленно и в относительно малом по сравнению с предшествовавшей потерей количестве. Содержание йода в почве варьирует в значительных пределах (от 50 до 9000 мкг/кг) и связано с уровнем ее промерзания в течение последнего ледникового периода: когда ледники таяли, йод из почвы высаливался в лежащие ниже плодородного слоя уровни. Повторные смывы влекли за собой формирование дефицита йода в почве. В результате, все растения, произрастающие на такой почве, имеют недостаточное содержание йода, а у людей и животных, которые полностью зависят от выращенной на этой почве пищи, развиваются ЙДЗ. Содержание йода в растениях, выросших на обедненных йодом почвах, часто не превышает 10 мкг/кг сухого веса по сравнению с 1000 мкг/кг в растениях, культивируемых на почвах без дефицита йода. Это обусловливает тяжелую йодную недостаточность у значительной части населения мира, живущего за счет натурального или полунатурального хозяйства. И это относится не только к странам Африки. Многие жители России тоже обеспечивают свой прожиточный минимум, собирая урожаи с приусадебного или дачного участков, где почва может быть плодород По подсчетам геохимиков, содержание йода в земной коре ничтожно мало (до 4 х 10"5 % по массе), тем не менее, этот крайне редкий элемент присутствует всюду. Йод находится в глубоких слоях почвы и обнаруживается в содержимом нефтяных скважин. В целом, чем старше поверхность почвы и чем более она была подвержена эрозии, тем меньше в ней йода. Торфянистые почвы наиболее богаты йодом. Подзолистые содержат мало гумуса и, соответственно, мало йода. В горных районах, особенно в районах выщелоченных подзолистых лесных почв, везде сказывается дефицит йода. Кордильеры, Альпы, Скандинавские горы, Урал, Алтай, Гималаи и др., представляют классические зоны низкого содержания йода в окружающей среде. Наиболее обеднены йодом почвы в горных местностях, которые подвергались частому выпадению дождей и йодсодержа-щие вещества уносились со стоком воды в реки. Ледники также являются важной причиной потери йода из почвы.
Концентрация йода в почвах различных регионов земного шара изменяется в очень широких пределах: от 0,1 до 40 мкг/кг, хотя в определенных условиях (в прибрежных областях Японского моря) со держание йода может доходить до 135 мкг/кг.

Однако основная масса йода существует не в минеральном виде, а в состоянии рассеяния. Это явление связано с нахождением воды в земной коре. Тот факт, что йод в естественных условиях в биосфере неразрывно связан с водой, подтверждается электронными спектрами поглощения водных растворов молекулярного йода и йода-йодида. Гидра-тированному аниону J~ приписываются полосы поглощения X, 192-193 нм и л 226 нм. Полосы поглощения X 290 и 350 нм встречаются не только в водных растворах йода-йодида, но и в других растворителях. Максимум поглощения л 290 нм характеризует присутствие трийодид-иона (J~3), максимум X 350-360 нм — оксианион JO~(J+), а максимум поглощения Х.450-460 нм указывает на присутствие сольватированной молекулы J2— H2O (J* ...J") (Вернадский, 1967; Мохнач, 1968, 1974).

Концентрация йода в почве определяет содержание этого микроэлемента в местной питьевой воде. Обычно в йоддефицитных регионах количество йода в воде не превышает 2 мкг/л. В отдельных случаях наблюдаются гидрохимические аномалии, где уровень содержания йода в воде достигает 0,5-1,0 г/л.

В России подземные воды иногда служат одним из источников промышленного получения йода, концентрация которого в промышленных водах составляет более 10 мкг/л.

ной, но содержать мало йода.

Основным резервуаром йода в биосфере является Мировой океан, куда йод был смыт с поверхности почвы ледниками, снегом, дождем и реками. Среднее содержание йода в морской воде составляет около 50-60 мкг/л. Абсолютное содержание йода в МировзуюкЕанеахяввгжг6,85х 1016 г. Поступление йода в моря и океаны осуществляется за счет осаждения атмосферы и речного стока, оцениваемого величиной 5 х 10'° г/год. В воде океанов присутствуют йодиды и йодаты примерно в одинаковых количествах.

Концентрация йода в морской воде зависит от ряда факторов. Обычно уровень содержания йода в морской воде коррелирует с ее соленостью. В северных морях с пониженной соленостью концентрация йода составляет 18-36 мкг/л, в более соленых южных морях (Красное, Средиземное море)-54-70 мкг/ л. С увеличением глубины морей содержание йода возрастает. Это происходит за счет минерализации органического вещества отмирающих растений и животных, а также за счет выноса йода из мантии земли в процессе вулканической деятельности. Иловые воды, формирующиеся на бедных органическим веществом почвах, содержат в 6-9 раз больше йода (160-230 мкг/л), чем океаническая вода, а на богатых органическим веществом илах содержание йода достигает 1000-2300 мкг/л.