Stronsiyum sülfat

Stronsiyum sülfat, SrSO₄ moleküler formülüne sahip, stronsiyum iyonları (Sr²⁺) ve sülfat iyonlarından (SO₄²⁻) oluşan bir kimyasal bileşiktir; suda az çözünen (25°C’de 0,0135 g/100 mL veya 0,135 g/L) ancak hidroklorik ve nitrik asit gibi seyreltik asitlerde daha fazla çözünen, beyaz kristal bir toz olarak görünür.^[1] Yoğunluğu 3,96 g/cm³’tür, Mohs sertliği 3,3’tür ve daha yüksek sıcaklıklara kadar bozunmadan 1606°C’de erir.^[1] Stronsiyum üretimi için temel cevher görevi gören selestit minerali olarak doğada bulunur ve Çin, İspanya, Meksika ve İran gibi ülkelerde önemli yatakları bulunmakla birlikte küresel olarak çıkarılmaktadır.^[1]^[2]

Endüstriyel uygulamalarda, stronsiyum sülfat öncelikle seramik, cam ve piroteknik alanlarında kullanılan stronsiyum karbonat gibi diğer stronsiyum bileşiklerini üretmek için bir hammadde olarak kullanılır; burada stronsiyumun karakteristik emisyon spektrumu nedeniyle havai fişeklerde ve işaret fişeklerinde kırmızı alev rengine katkıda bulunur.^[3] Ayrıca, yüksek yoğunluğu ve kimyasal eylemsizliği nedeniyle boyalarda, kaplamalarda ve plastiklerde dolgu maddesi olarak ve cam ve çömlekçilikte yanardöner etkilerin üretiminde doğrudan kullanım alanı bulur.^[4] Daha küçük miktarlar, ferrit seramik mıknatıslar, süper iletkenler (örneğin, Bi-2212 formülasyonlarında) ve termolüminesans özellikleri nedeniyle radyasyon dozimetrisi gibi özelleşmiş alanlarda kullanılır.^[1]^[3] Üretim, selestit cevherinin çıkarılmasını ve ardından kimyasal dönüşümü içerir; 2023 yılında küresel selestit üretiminin yaklaşık 520.000 metrik ton olduğu tahmin edilmektedir ve bu üretim, ondan türetilen stronsiyum bileşikleri için son kullanım pazarlarını desteklemektedir.^[2]

Stronsiyum sülfat ile ilgili güvenlik hususları arasında, yanıcı olmamasına ve çözünmezliği nedeniyle düşük çevresel risk oluşturmasına rağmen, deri, gözler ve solunum yolları için hafif tahriş edici olarak sınıflandırılması ve yutulması halinde potansiyel toksisitesi (H302) yer alır.^[1] Petrol ve gaz üretiminde, uyumsuz suların karışması sonucu boru hatlarında kireç (tortu) birikintileri oluşturabilir ve bu durumun önlenmesi için inhibitörler gerektirir.^[5]

Fiziksel ve yapısal özellikler

Kristal yapı

Stronsiyum sülfat (SrSO₄), Pnma (No. 62) uzay grubu ile ortorombik kristal sisteminde kristalleşir.^[6] Baryum sülfat (BaSO₄) ile izoyapısaldır ve sülfat dörtyüzlülerinin (tetrahedra) üç boyutlu bir çerçeve içinde metal katyonlarına bağlandığı barit grubu minerallerine özgü yapısal motifi paylaşır.^[7] Birim hücre dört formül birimi (Z=4) içerir ve yaklaşık örgü parametreleri a ≈ 8,36 Å, b ≈ 5,35 Å ve c ≈ 6,87 Å şeklindedir.^[6]

Yapı, kükürdün merkezde olduğu ve neredeyse ideal bir dörtyüzlü geometride dört oksijen atomuna koordine edildiği izole sülfat (SO₄) dörtyüzlülerini içerir. Stronsiyum iyonları, altı farklı sülfat dörtyüzlüsünden gelen on iki oksijen atomuna koordine olarak düzensiz SrO₁₂ çokyüzlülerini oluşturur. Bu çokyüzlüler ve dörtyüzlüler kenarları paylaşarak, kristalografik eksenler boyunca sonsuz zincirlerden oluşan polimerik bir çerçeve meydana getirir. Sr-O bağ uzunlukları yaklaşık 2,48 Å ile 3,25 Å arasında değişir ve ortalama 2,83 Å civarındadır.^[6]

Kristal yapı, X-ışını kırınımı ile doğrulanmış olup, Cu Kα radyasyonu için 2θ ≈ 33,5°’deki (020) yansıması gibi ortorombik simetriyle tutarlı karakteristik pikler ortaya koymuştur. Raman spektroskopisi dahil olmak üzere spektroskopik yöntemler, SO₄ grubunun belirgin titreşimleriyle düzenlemeyi daha da doğrulamaktadır: yaklaşık 1001 cm⁻¹’de simetrik gerilme modu (ν₁), 450–620 cm⁻¹ civarında bükülme modları (ν₂ ve ν₄) ve 1100–1200 cm⁻¹ yakınında asimetrik gerilme (ν₃).^[8]^[9]

Fiziksel özellikler

Stronsiyum sülfat, SrSO₄ kimyasal formülüne ve 183,68 g/mol molar kütleye sahiptir.^[10]

Genellikle altta yatan kristal yapısını yansıtan ortorombik bir habitus sergileyen, beyaz, kokusuz kristal bir toz olarak görünür.^[11]

Stronsiyum sülfatın yoğunluğu 20 °C’de 3,96 g/cm³’tür.^[11] Erime noktası 1.606 °C’dir ve bu sıcaklıkta sıvı hale geçer; ancak, yaklaşık 1.580 °C’nin üzerinde daha fazla ısıtıldığında, kaynama noktasına ulaşmadan yavaşça bozunarak kükürt oksitleri üretmeye başlar.^[11]

Kimyasal özellikler ve reaktivite

Çözünürlük ve kararlılık

Stronsiyum sülfat, suda son derece düşük çözünürlük gösterir; 25°C’de 0,0135 g/100 mL olarak ölçülen bu değer, 30°C’de sadece hafifçe artarak 0,014 g/100 mL’ye yükselir.^[4] Bu minimal çözünme, bileşiğin sulu ortamlardaki genel eylemsizliğine katkıda bulunan güçlü örgü kararlılığını yansıtır. 25°C’de 3,44 × 10⁻⁷ olan çözünürlük çarpımı sabiti (K_sp), dengeyi yöneterek bu davranışı daha da nicelleştirir:

$$ \text{SrSO}_4(k) \rightleftharpoons \text{Sr}^{2+}(suda) + \text{SO}_4^{2-}(suda) $$

burada düşük K_sp değeri, iyonlara ayrışmanın sınırlı olduğunu gösterir.^[12]

Susuz çözücülerde, stronsiyum sülfat etanol ve seyreltik alkalilerde çözünmez ve önemli bir çözünme olmaksızın bütünlüğünü korur.^[1] Bununla birlikte, hidroklorik asit (HCl) gibi derişik asitlerde çözünürlüğü, sülfat iyonunun protonlanarak hidrojen sülfat (HSO₄⁻) oluşturması ve dengenin kayması nedeniyle mütevazı bir şekilde artar.^[13] Bu pH bağımlılığı, iyon etkileşimleri nedeniyle çözünürlüğün arttığı asidik koşullarda belirgindir, oysa nötr pH ortamlarında kayda değer bir hidroliz olmaksızın kararlı kalır.^[14]

Termal olarak, stronsiyum sülfat 1605°C’lik erime noktasına kadar yüksek kararlılık gösterir, 1000°C’nin altında hiçbir faz geçişi sergilemez ve standart koşullar altında bozunmaya karşı dirençlidir.^[4] Bu sağlamlık, yapısal bozulma olmaksızın yüksek sıcaklıklara dayanıklılık gerektiren uygulamalardaki kullanımının altını çizer.

Kimyasal reaksiyonlar

Stronsiyum sülfat yaygın olarak, stronsiyum klorür ve sodyum sülfatın sulu çözeltilerinin karıştırılmasını içeren bir çökelme reaksiyonu yoluyla sentezlenir ve aşağıdaki denkleme göre beyaz bir çökelti oluşumuyla sonuçlanır:

$$ \text{SrCl}_2 + \text{Na}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{SrSO}_4 \downarrow + 2\text{NaCl} $$

Bu çift yer değiştirme reaksiyonu, çözeltideki Sr²⁺ ve SO₄²⁻ iyonlarının hızlı birleşimi yoluyla ilerler ve düşük çözünürlüklü stronsiyum sülfat kristallerinin çekirdeklenmesine ve büyümesine yol açar; mekanizma, katı-sıvı arayüzünde iyon eşleşmesini ve dehidrasyonu içerir ve ortam koşullarında ortorombik kristal oluşumunu destekler.^[15]

Sıcak derişik sülfürik asit ile muamele edildiğinde, stronsiyum sülfat sınırlı reaktivite gösterir, kristal örgüsünü bozarak çözünür kompleksler oluşturmak üzere çözünür, ancak ek ısıtma olmadan kolayca daha fazla dönüşüme uğramaz.^[16]

1000°C’nin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda, stronsiyum sülfat, karbonun indirgeyici ajan olarak kullanıldığı karbotermik indirgeme denklemini takiben stronsiyum sülfüre indirgenebilir:

$$ \text{SrSO}_4 + 4\text{C} \rightarrow \text{SrS} + 4\text{CO} $$

Bu katı hal reaksiyonu, genellikle stronsiyum sülfür ara ürünlerine erişmek için endüstriyel dönüşümlerde kullanılan kademeli desülfasyon ve karbon monoksit çıkışını içerir.^[17]

Stronsiyum sülfat, hidroklorik asit gibi seyreltik asitlerde çözünerek, aşağıdaki reaksiyon yoluyla çözünür stronsiyum tuzları ve sülfürik asit verir:

$$ \text{SrSO}_4 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{SrCl}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 $$

Elde edilen stronsiyum klorür çözeltisi daha sonra bazlarla nötralize edilerek, hidroksit veya karbonat gibi diğer stronsiyum tuzlarını oluşturabilir ve bu tuzlar daha sonraki sentezler için öncü madde görevi görür.^[18]^[19]

Standart koşullar altında, stronsiyum sülfat önemli bir redoks aktivitesi göstermez ve sulu ortamlarda reaktif bölgelere erişimi kısıtlayan yüksek örgü enerjisi ve çözünmezliği nedeniyle çoğu baza ve yaygın oksidana karşı eylemsiz kalır.^[1]

Bulunuşu ve üretimi

Doğal bulunuşu

Stronsiyum sülfat doğada öncelikle, ideal kimyasal formülü SrSO₄ olan selestit (veya selestin) minerali olarak bulunur.^[20] Bu mineral genellikle, kristal örgüsünde stronsiyumun yerini alan kalsiyum sülfat (CaSO₄) gibi safsızlıklar içerir.^[21]

Selestit, tortul evaporit yataklarında, hidrotermal damarlarda ve stronsiyumca zengin cevherlerle ilişkili oksidasyon bölgelerinde bulunur.^[22]^[23] Deniz veya göl ortamlarındaki sülfatça zengin sulardan stronsiyum iyonlarının çökelmesiyle oluşur.^[22] Yaygın olarak ilişkili mineraller arasında alçıtaşı (CaSO₄·2H₂O), anhidrit (CaSO₄) ve barit (BaSO₄) bulunur.^[21]

Selestitin başlıca yatakları Meksika’nın Coahuila eyaletinde, İspanya, Çin, İran ve Türkiye’de (2023 itibariyle) bulunmaktadır.^[2] 2023 itibariyle dünya rezervleri geniştir; kaynakların 1 milyar metrik tonu aşma potansiyeli vardır ve maden üretimi, başta İspanya (200.000 ton), İran (200.000 ton), Çin (80.000 ton) ve Meksika (35.000 ton) olmak üzere toplam 520.000 metrik tondur.^[2] Mineral, gök mavisi rengine atıfta bulunarak 1798 yılında Alman jeolog Abraham Gottlob Werner tarafından selestin olarak adlandırılmıştır.^[21]

Sentetik üretim

Stronsiyum sülfat laboratuvarlarda öncelikle stronsiyum klorür (SrCl₂) veya stronsiyum nitrat (Sr(NO₃)₂) gibi çözünür stronsiyum tuzları ile sodyum sülfat (Na₂SO₄) veya sülfürik asit (H₂SO₄) gibi sülfat kaynaklarının çözeltilerinden çöktürme yoluyla sentezlenir. Reaksiyon, bileşiğin düşük çözünürlüğü nedeniyle beyaz bir çökelti vererek SrCl₂ + Na₂SO₄ → SrSO₄ ↓ + 2NaCl şeklinde ilerler. Parçacık boyutu, pH ve sıcaklık değiştirilerek kontrol edilir; örneğin, karışımın kaynama noktasına yakın ısıtılması ve ardından kontrollü soğutma daha büyük, daha düzgün kristalleri desteklerken, oda sıcaklığında karıştırma daha ince parçacıklar üretir.^[24]^[25]

Küçük ölçekli bir alternatif, stronsiyum karbonatın (SrCO₃) sülfürik asit ile reaksiyona sokularak SrSO₄ + CO₂ + H₂O oluşturulmasını içerir; bu yöntem, karbonatın mevcut öncü madde olduğu durumlarda kullanışlıdır ve gaz çıkışının reaksiyonu ileriye götürmesini sağlar.^[26]

Endüstriyel ölçekte, saf stronsiyum sülfat, minerali konsantre etmek ve gangı uzaklaştırmak için köpük yüzdürme (flotasyon) gibi zenginleştirme yöntemleri ile selestit cevherinin (doğal SrSO₄) işlenmesiyle elde edilir.^[27]^[28]

Reaktif dereceli stronsiyum sülfat, seyreltik nitrik veya sülfürik asit çözeltilerinden yeniden kristalleştirme yoluyla %99,5’i aşan saflık seviyelerine ulaşır; bileşiğin bu ortamlardaki orta dereceli çözünürlüğü, tekrarlanan çözünme ve çökelme yoluyla safsızlıkların giderilmesine izin verir.^[29]^[30]

Düşük çözünürlük çarpımı sabiti (K_sp = 3,2 × 10⁻⁷, 25°C’de) sayesinde çökelme verimleri nicel miktara yakındır, ancak verimlilik, baryum veya kalsiyum sülfatlar gibi safsızlıkların birlikte çökelmesiyle azalabilir, bu da reaktif saflığının ve ekleme oranlarının dikkatli bir şekilde kontrol edilmesini gerektirir.^[31]^[32]

Uygulamalar

Endüstriyel uygulamalar

Stronsiyum sülfat, endüstriyel süreçlerde diğer stronsiyum bileşiklerini üretmek için önemli bir öncü madde görevi görür. Karbonat füzyonu yoluyla stronsiyum karbonata dönüştürülür; bu madde daha sonra stronsiyum ferrit mıknatıslarında olduğu gibi belirli yapısal ve manyetik özellikler kazandırmak için seramik üretiminde kullanılır.^[3] Ek olarak stronsiyum sülfat, stronsiyum emisyon spektrumu nedeniyle havai fişeklerde karakteristik kırmızı alev rengini üreten pirotekniğin temel bir bileşeni olan stronsiyum nitrata dönüştürülür.^[3]

Bir dolgu malzemesi olarak stronsiyum sülfat; kimyasal kararlılık ve aşınma direnci sağlarken opaklığı, parlaklığı ve yoğunluğu artırmak için boyalara, plastiklere ve kauçuk formülasyonlarına dahil edilir.^[33] Yüksek özgül ağırlığı ve kırılma indisi, onu özellikle kaplamalarda genişletici bir pigment ve polimer kompozitlerde mekanik performansı rengi önemli ölçüde etkilemeden artıran bir takviye maddesi olarak uygun kılar. 2024 itibariyle, boya ve kaplama sektöründeki talep, UV direnci ve yansıtıcılığı nedeniyle pazar büyümesini yönlendirmektedir.^[34]

Petrol ve gaz sektöründe, stronsiyum sülfatın düşük çözünürlüğü, su enjeksiyonu veya üretimi sırasında boru hatlarında ve rezervuarlarda kireç (tortu) çökelmesine yol açar; bu durum genellikle tıkanıklıkları hafifletmek ve akış verimliliğini korumak için özel inhibitörler gerektirir.^[35]

Stronsiyum sülfat cam ve seramikte kullanım alanı bulur.^[4] Küçük ölçekli kullanımları arasında, oksijen çıkış reaksiyonları için baryum-stronsiyum sülfat hibritleri gibi heterojen katalizörlerde destekleyici rolü yer alır.^[36]

Biyolojik uygulamalar

Selestit olarak da bilinen stronsiyum sülfat (SrSO₄), biyolojik sistemlerde, öncelikle radyolaryalar (ışınlılar) olarak sınıflandırılan bir grup deniz protozoası olan Acantharia tarafından biyomineralizasyonu yoluyla benzersiz bir rol oynar. Bu organizmalar, okyanus ortamlarında yapısal destek sağlamak ve hücresel bütünlüğü korumak için hücre merkezinden yayılan selestit monokristallerinden oluşan karmaşık, simetrik yapılar oluşturarak iskeletlerine SrSO₄ dahil ettiği bilinen tek canlı varlıklardır.^[37] Silika kullanan diğer radyolaryaların aksine, Acantharia, bu yoğun, yıldız şeklindeki iç iskeletleri inşa etmek için daha bol bulunan kalsiyum iyonlarını ayırt ederek seçici bir şekilde SrSO₄ biyomineralize eder.^[38]

Acantharia’daki biyomineralizasyon süreci, deniz suyundan stronsiyum ve sülfat iyonlarının alınmasını içerir; burada SrSO₄, hassas geometrik formlar elde etmek için organik şablonlar tarafından yönlendirilen hücre içi vakuollerde mikrokristaller olarak çökelir. Bu süreç, Acantharia’nın planktonik heterotroflar veya miksotroflar olarak geliştiği yüzey okyanus sularında gerçekleşir ve ortaya çıkan iskeletin yüksek yoğunluğu (3,96 g/cm³), dikey göçler sırasında safra (balast) görevi görerek yüzdürme düzenlemesine yardımcı olur ve organizmaların aşırı yüzmeyi önlerken besin açısından zengin derinliklere erişmesini sağlar.^[39] Ölüm üzerine, ağır SrSO₄ iskeletleri hızlı batmaya neden olarak biyojenik malzemenin daha derin katmanlara taşınmasını kolaylaştırır.^[40]

İnsanlar ve diğer omurgalılar dahil olmak üzere daha yüksek organizmalarda, stronsiyum sülfatın temel bir biyolojik rolü yoktur, çünkü bileşiğin düşük çözünürlüğü onu biyolojik olarak eylemsiz kılar ve metabolik yollara dahil edilmesini önler. İyonik stronsiyum (Sr²⁺), terapötik bağlamlarda mineral yoğunluğunu artırarak kemik hidroksiapatitinde kalsiyumun (Ca²⁺) yerini alabilse de, sülfat formu (SrSO₄) bu tür ikamelere katılmaz ve iskelet veya diğer fonksiyonlar için memeli sistemleri tarafından kullanılmaz.^[41]

Ekolojik olarak Acantharia, deniz tortusu oluşumuna katkıda bulunur ve barit benzeri çökeltiler olarak biriktikleri deniz tabanına SrSO₄ yüklü kistleri ve iskeletleri ihraç ederek karbon döngüsünü dolaylı olarak etkiler; bu da okyanus stronsiyum bütçelerini modüle eder ve yüzey verimliliğini derin deniz birikimine bağlar. Kist oluşturma aşamaları, Acantharia’nın yüzey sularından stronsiyumu uzaklaştırdığı ve orta derinliklerde serbest bıraktığı Güney Okyanusu gibi bölgelerde dikey karbon akışını artırır, böylece birincil üretime doğrudan katılmadan daha geniş biyojeokimyasal döngülere entegre olur.^[42]

Acantharia’nın biyomineralizasyonundan esinlenen araştırmacılar, protozoaların şablonlama mekanizmalarını taklit etmek ve ilaç dağıtımı ve kompozitlerde potansiyeli olan yüzeylenmemiş, tek kristalli yapılar üretmek için organik katkı maddeleri kullanarak nanomalzeme uygulamaları için kavisli SrSO₄ kristalleri sentezlemek üzere biyomimetik yaklaşımlar geliştirdiler. Bu çabalar, akantaryan iskeletlerinde görülen doğal eğriliği ve yönelimi kopyalayarak, gelişmiş malzemeler için anizotropik selestitin ölçeklenebilir üretimini ilerletmektedir.^[43]

Güvenlik ve çevresel hususlar

Sağlık etkileri

Stronsiyum sülfat, sıçanlarda 2.000 mg/kg’dan büyük oral LD50 değeri ile düşük akut toksisite sergiler, bu da tipik maruziyet seviyelerinde yutulması yoluyla genellikle toksik olmadığını gösterir.^[44] Bununla birlikte, özellikle doğrudan temas veya soluma üzerine hafif bir tahriş edici görevi görür.^[44] Suda çözünmezliği nedeniyle, stronsiyum sülfat düşük biyoyararlanıma sahiptir, bu da sistemik emilimi ve oral veya dermal maruziyetten kaynaklanan ilişkili sağlık risklerini sınırlar.^[45]

Stronsiyum sülfat tozunun solunması, solunum yollarında mekanik tahrişe neden olarak öksürük veya nefes darlığı gibi semptomlara yol açabilir.^[44] Yüksek konsantrasyonlarda toza kronik maruziyet, parçacık birikimine bağlı fibrozis ile karakterize bir akciğer hastalığı olan pnömokonyoz ile sonuçlanabilir.^[46] Deri ve göz teması için, hassaslaşma kanıtı olmaksızın hafif tahriş oluşturabilir; rahatsızlığı önlemek için derhal su ile yıkanması önerilir.^[44] Yutulması, zayıf gastrointestinal emilim nedeniyle tipik olarak minimal sistemik etkilerle sonuçlanır, ancak stronsiyum iyonları yüksek seviyelerde biyolojik süreçlerde kalsiyumu kısmen taklit edebilir ve emilim gerçekleşirse potansiyel olarak kemik metabolizmasını etkileyebilir.^[45]

Düzenleyici standartlar, stronsiyum sülfata mesleki maruziyeti öncelikle eylemsiz veya rahatsız edici bir toz olarak ele almaktadır. Mesleki Güvenlik ve Sağlık İdaresi (OSHA) izin verilen maruziyet sınırı (PEL), 8 saatlik bir iş günü boyunca toplam toz için 15 mg/m³ ve solunabilir fraksiyon için 5 mg/m³’tür.^[47] Stronsiyum sülfat, Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı (IARC Grup 3: insanlar için kanserojenliği açısından sınıflandırılamaz) tarafından bir kanserojen olarak sınıflandırılmamıştır.

Çevresel etki

Stronsiyum sülfat tortu birikimi, petrol üretiminde önemli çevresel zorluklar oluşturur; burada formasyon tuzlu suyu ve deniz suyu gibi uyumsuz suların karışması nedeniyle oluşur ve boru hatlarını, kuyu diplerini ve rezervuar formasyonlarını tıkayan çökelmelere yol açar. Bu tıkanıklık, sıvı akış verimliliğini azaltır ve pompalama enerjisinin artırılmasını gerektirir, böylece sera gazı emisyonlarını ve genel operasyonel karbon ayak izini yükseltir.^[48]^[49]^[50] Azaltma stratejileri genellikle, stronsiyum sülfat birikintilerinin çekirdeklenmesini ve büyümesini önlemek için kristal yüzeylerine adsorbe olan fosfonatlar dahil olmak üzere kimyasal tortu inhibitörlerini kullanır.^[51]^[52]

Stronsiyum sülfatın ana cevheri olan selestit için yapılan madencilik faaliyetleri, tortul yataklardaki habitat bozulması ve asit maden drenajı oluşumu yoluyla çevresel bozulmaya katkıda bulunur. Bu drenaj, çıkarma ve işleme sırasında ilişkili sülfür minerallerinin oksidasyonundan kaynaklanır, sülfat iyonlarını serbest bırakır ve potansiyel olarak eser metalleri yakındaki su kütlelerine taşıyarak akarsuları asitleştirebilir ve su ekosistemlerine zarar verebilir.^[53]^[54]

Doğal ortamlarda, stronsiyum sülfatın düşük çözünürlüğü (25°C’de yaklaşık 0,135 g/L), onu büyük ölçüde çözünmez ve biyolojik olarak parçalanmaz hale getirerek, önemli bir çözünme olmaksızın çöktüğü sucul tortularda uzun süreli kalıcılığı ve birikimi teşvik eder.^[4] Topraklardaki düşük hareketliliği, kil minerallerine ve metal oksitlere orta derecede sorbe olması nedeniyle yeraltı suyuna sızmayı daha da sınırlar, biyoyararlanımı azaltır ancak zamanla birikim bölgelerinde yoğunlaşma potansiyeli taşır.^[55]

Sucul toksisite değerlendirmeleri, stronsiyum sülfatın balıklar ve algler üzerinde düşük akut etkilere sahip olduğunu göstermektedir; sazan (Cyprinus carpio) için LC50 değerleri 97,5 mg/L’yi ve Pseudokirchneriella subcapitata gibi algler için EC50 değerleri 43,3 mg/L’yi aşmaktadır, bu da zayıf çözünme nedeniyle sınırlı biyoyararlanımı yansıtır. Ancak, çözünmüş stronsiyum iyonlarına kronik maruziyet, düşük kalsiyumlu sularda belirli omurgasızlar ve balıklar gibi stronsiyuma duyarlı türlerde osmoregülasyonu ve üremeyi bozabilir.^[56]^[44]^[57]

ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA) tarafından yapılan düzenleyici denetim, çevresel izleme için bir vekil olarak içme suyundaki toplam stronsiyum konsantrasyonlarına odaklanmaktadır; stronsiyum sülfat için belirli bir sınır yoktur, ancak uzun süreli maruziyetten kaynaklanan potansiyel iskelet etkilerine karşı korunmak için ömür boyu sağlık tavsiyesi seviyesi 4 mg/L’dir. Bu tavsiye, su kalitesi standartları aracılığıyla ekosistem korumasını sağlayarak endüstriyel faaliyetlerden kaynaklanan stronsiyum salınımlarının değerlendirmelerine rehberlik eder.^[58]^[59]