Гуннар Нордберг
Химически галлий (Ga) подобен алюминию. Он не подвергается воздействию воздуха и не реагирует с водой. На холоде галлий реагирует с хлором и бромом, а при нагревании — с йодом, кислородом и серой. Известно 12 искусственных радиоактивных изотопов с атомным весом от 64 до 74 и периодом полураспада от 2.6 минуты до 77.9 часа. При растворении галлия в неорганических кислотах образуются соли, переходящие в нерастворимый гидроксид Ga(OH)3 с амфотерными свойствами (т. е. как кислотными, так и основными), когда рН выше 3. Три оксида галлия - это GaO, Ga2О и Га2O3.
Возникновение и использование
Самым богатым источником галлия является минерал германит, медная сульфидная руда, которая может содержать от 0.5 до 0.7% галлия и находится в юго-западной Африке. Он также широко распространен в небольших количествах вместе с цинковыми обманками, в алюминиевых глинах, полевых шпатах, углях и в рудах железа, марганца и хрома. В относительно небольших масштабах металл, сплавы, оксиды и соли используются в таких отраслях, как машиностроение (покрытия, смазки), приборостроение (припои, шайбы, наполнители), производство электроники и электрооборудования (диоды, транзисторы, лазеры, покрытия проводников) и в вакуумной технике.
В химической промышленности галлий и его соединения используются в качестве катализаторов. Арсенид галлия широко используется для полупроводниковых приложений, включая транзисторы, солнечные элементы, лазеры и микроволновую генерацию. Арсенид галлия используется в производстве оптоэлектронных приборов и интегральных схем. Другие приложения включают использование 72Ga для изучения взаимодействия галлия в организме и 67Ga как агент для сканирования опухолей. Из-за высокого сродства макрофагов лимфоретикулярной ткани к 67Ga, его можно использовать для диагностики болезни Ходжкина, саркоидоза Бека и лимфатического туберкулеза. Сцинтография с галлием — это метод визуализации легких, который можно использовать в сочетании с начальной рентгенограммой грудной клетки для оценки состояния работников, подверженных риску развития профессионального заболевания легких.
опасности
Работники электронной промышленности, использующие арсенид галлия, могут подвергаться воздействию таких опасных веществ, как мышьяк и арсин. Ингаляционное воздействие пыли возможно при производстве оксидов и порошкообразных солей (Ga2(ТАК4)3, Га3Cl) и при производстве и переработке монокристаллов полупроводниковых соединений. Брызги или разлив растворов металла и его солей могут воздействовать на кожу и слизистые оболочки рабочих. При измельчении фосфида галлия в воде образуются значительные количества фосфина, что требует профилактических мер. Соединения галлия могут попасть в организм через грязные руки, а также во время еды, питья и курения на рабочем месте.
Профессиональные заболевания, вызванные галлием, не описаны, за исключением сообщения о петехиальной сыпи с последующим лучевым невритом после кратковременного воздействия небольшого количества паров, содержащих фторид галлия. Биологическое действие металла и его соединений изучено экспериментально. Токсичность галлия и его соединений зависит от способа поступления в организм. При пероральном введении кроликам в течение длительного времени (4—5 мес) его действие было незначительным и заключалось в нарушении белковых реакций и снижении активности ферментов. Низкая токсичность в данном случае объясняется относительно неактивным всасыванием галлия в пищеварительном тракте. В желудке и кишечнике образуются нерастворимые или трудноусвояемые соединения, такие как галлаты и гидроксиды металлов. Пыль оксида, нитрида и арсенида галлия в целом была токсична при введении в дыхательную систему (внутритрахеальные инъекции белым крысам), вызывая дистрофию печени и почек. В легких это вызвало воспалительно-склеротические изменения. В одном исследовании делается вывод о том, что воздействие на крыс частиц оксида галлия в концентрациях, близких к пороговому значению, вызывает прогрессирующее повреждение легких, аналогичное повреждению, вызванному кварцем. Нитрат галлия оказывает сильное едкое действие на конъюнктиву, роговицу и кожу. Показана высокая токсичность ацетата, цитрата и хлорида галлия при внутрибрюшинном введении, приводящем к гибели животных от паралича дыхательного центра.
Меры безопасности и охраны здоровья
Во избежание загрязнения атмосферы рабочих мест пылью диоксида галлия, нитрида и полупроводниковых соединений меры предосторожности должны включать ограждение пылеобразующего оборудования и эффективную местную вытяжную вентиляцию (ЛВВ). Меры индивидуальной защиты при производстве галлия должны предотвращать проглатывание и попадание соединений галлия на кожу. Следовательно, важны соблюдение правил личной гигиены и использование средств индивидуальной защиты (СИЗ). Национальный институт безопасности и гигиены труда США (NIOSH) рекомендует контролировать воздействие арсенида галлия на рабочих, соблюдая рекомендуемый предел воздействия неорганического мышьяка, и советует оценивать концентрацию арсенида галлия в воздухе путем определения мышьяка. Рабочие должны быть осведомлены о возможных опасностях, а во время производства микроэлектронных устройств, где вероятно воздействие арсенида галлия, должны быть установлены надлежащие технические средства контроля. Ввиду токсичности галлия и его соединений, как показали опыты, все лица, привлекаемые к работе с этими веществами, должны проходить периодические медицинские осмотры, при которых особое внимание следует обращать на состояние печени, почек, органов дыхания и кожных покровов. .