Реферат: Джерела фтору та вплив фтору на людський організм
В цих місцевостях можна очікувати виникнення ендемічних осередків флюорозу серед людей та тварин внаслідок збільшення вмісту фтору у продуктах рослинного походження, забруднення останніх фторовмісним пилом та підвищення концентрації фтору у поверхневих та грунтових водах.
У глинистих грунтах також знаходили велику кількість фтору. Так Рохольм (Rocholm) вказує на те, що у глині, яку використовують на одному цегляному заводі, містилося 1.6*10-1 % фтору; навколо цього заводу спостерігали загибель рослинності від впливу викидів, які містили фтор, а також захворювання худоби.
Таким чином, фторвмісні викиди підприємств можуть значно підвищити кількість фтору у грунтах навколишніх територій.
Вміст фтору у грунті може зростати і при використанні суперфосфатних добрив, причому ступінь збагачення залежить від характеру грунту.
Спеціалісти знаходили в удобреному суперфосфатами грунті від 1.4*10-2 до 5.7*10-2% фтору. В останньому випадку вирощений на цій ділянці буряк містив значно більшу, ніж звичайно, кількість фтору.
Суперфосфатні добрива вводяться в грунт у кількості декількох сотень кілограм на гектар. Враховуючи широке застосування цього добрива, можна припустити, що з ним протягом року на земній кулі вноситься декілька сот тисяч тон фтору. Ця кількість може мати суттєве значення у загальному балансі кругообігу фтору в біосфері.
Фтор у воді
Широко розповсюджені розчинні фторвмісні сполуки в породах та грунтах зумовлює наявність фтору в природних водах, які використовуються для водопостачання населення.
Концентрація фтору в природних водах коливається в широких межах (від 0.01 до 27 мг/ л) і пов’язана з розчинністю його сполук. (Для детальнішої інформації дивіться таблицю 1 нижче).
Найменші концентрації фтору містять метеорні та поверхневі води, найбільші – підземні води, які стикаються з багатими на фтор породами; мінеральні джерела, особливо термальні, які пов’язані з вулканізмом; поверхневі водойми, які забруднені стоками певних виробництв.
Таблиця 1. Розчинність сполук фтору
| № | Назва сполуки | Формула | Розчинність, мг/ л |
| 1 | Фтористий Ca | CaF2 | 40 |
| 2 | Фтористий Mg | MgF2 | 130 |
| 3 | Фтористий Pb | PbF2 | 660 |
| 4 | Фтористий Sr | SrF2 | 390 |
| 5 | Фтористий Cu | CuF2 | 750 18% |
| 6 | Фтористий Fe | FeF3 | 910 |
| 7 | Фтористий Al | AlF3 | 5590 |
| 8 | Фтористий Zn | ZnF2*H2O | 15160 |
| 9 | Фтористий Na | NaF | 40540-42100 |
| 10 | Фторсилікат Ba | BaSiF6 | 270-340 |
| 11 | Фторсилікат K | K2SiF6 | 1200-1750 |
| 12 | Фторсилікат Na | Na2SiF6 | 6520-7500 |
| 13 | Фторсилікат Cu | CuSiF6*6 H2O | 203200 25% |
| 14 | Фторалюміній Na синтетичний(кріоліт) | Na3[AlF6] | 610-630 |
| 15 | Фторалюміній Naприродний | Na3[AlF6] | 390 |
| 16 | Фосфорити | 400-1000 | |
| 17 | Фторфосфат | 200-500 |
Високі концентрації фтору виявлено у питних водах багатьох країн. Багато джерел водопостачання, переважно артезіанських свердловин, з великим вмістом фтору є у США, де декілька мільйонів людей вживають воду, що містить від 1.0 до 2.0 мг/ л фтору, не менше мільйону – воду, що містить від 2.1 до 5.0 мг/ л, та декілька десятків тисяч – воду, концентрація фтору в якій перевищує 5.1 мг/ л.
З європейських країн найвищі концентрації фтору в питній воді виявлено в Іспанії, де в околицях Толедо є джерела водопостачання, які містять 21.65 мг/ л фтору. В Англії найбільший вміст фтору, 4.5 та 5.5 мг/ л, знайдено у підземних водах графств Мальдон та Ессекс. В інших місцевостях Англії та у Ірландії концентрація фтору у питній воді не перевищує 2 мг/ л. В Італії описано води з 7.0 мг/ л фтору, у Швейцарії максимальна концентрація фтору становить 1.49 мг/ л.
Є багато свідчень про високий вміст фтору у водах європейських мінеральних джерел. Так, наприклад, у Франції в джерелі виявлено концентрацію фтору до 18 мг/ л, в джерелах Португалії – 12.1 мг/ л, у Болгарії – до 12 мг/ л, у Швейцарії – до 7.46 мг/ л.
Високі концентрації фтору (до 11.78 мг/ л) знайдено у водах багатьох криниць у Східній Африці; в Північній Америці у "фосфатних зонах" концентрація фтору сягає 7.0-8.0 мг/ л. Концентрації фтору, що перевищують 10 мг/ л виявлено у Кенії. Джерелами фтору тут є продукти вивітрювання вулканічних порід. Велика кількість вод з високою концентрацією фтору є в Китаї.
Наведена нижче таблиця 2 характеризує вміст фтору в водах різного походження, вона свідчить про те, що проблема водних ендемій флюорозу досить актуальна і для України.
Таблиця2. Вміст фтору в різних водах України
| Найменування води | Число аналізів | Число джерел (%) за концентрацією фтору (мг/ л) | ||||||||
| 0.0-0.199 | 0.2-0.499 | 0.5-0.999 | 1.0-1.499 | 1.5-1.999 | 2.0-2.999 | 3.0-3.999 | 4.0-5.999 | 6.0-більше | ||
| Атмосферна | 20 | 95 | 5 | _ | _ | _ | _ | _ | _ | _ |
| Поверхнева | 192 | 54.8 | 39 | 6.2 | _ | _ | _ | _ | _ | _ |
| Колодязна | 1625 | 28.9 | 37.9 | 19.1 | 7.8 | 2.4 | 2.9 | 0.8 | 0.12 | 0.06 |
| Артезіанська | 556 | 16.3 | 43.2 | 22.1 | 6.4 | 3.8 | 5.9 | 0.9 | 1.8 | _ |
| Мінеральна | 72 | 37.5 | 13.9 | 19.1 | 6.8 | 8.0 | 8.0 | 6.7 | _ | _ |
| Морська | 10 | _ | _ | 100 | _ | _ | _ | _ | _ | _ |
Вміст фтору в атмосферних водах
Необхідною ланкою у вивченні кругообігу елементу є знання його вмісту в атмосферних водах (опадах). В. І. Вернадський надавав великого значення вивченню складу метеорних вод. В наш час накопичено ще мало даних про вміст фтору у опадах. За даними спеціалістів атмосферні опади містять фтор, концентрація якого переважно становить n*10-6%, і рідко – n*10-5%.
Метеорні води, зібрані далеко від великих населених пунктів, містили менше фтору. В опадах, зібраних у великих містах, концентрація фтору була значно вищою, ймовірно внаслідок забруднення атмосферного повітря димом чи фторовмісними викидами промислових підприємств.
На основі аналізів вирахували, що середній вміст фтору у опадах, що випадають на території України, становить 0.0524 мг/ л.
Таблиця 3. Гідрохімічний стік фтору головними ріками України
| Назва ріки | Середньорічний об’єм стоку (км3) | Кількість фтору (мг/ л) | Середньорічний гідрохімічний стік фтору (т) |
| Дніпро | 51.0 | 0.184 | 9.350 |
| Дністер | 10.0 | 0.180 | 1.800 |
| Південний Буг | 2.7 | 0.230 | 521 |
Вміст фтору в поверхневих водах
Проведені дослідження говорять про те, що у переважній більшості випадків у воді рік та інших відкритих водоймах міститься до 0.3 мг/ л фтору.
В Україні найменші концентрації фтору, до 0.1 мг/ л, у слабко мінералізованій воді гірських річок та струмків Закарпаття. З просуванням на схід та південь концентрація фтору зростає, сягаючи 0.6 (ріка Молочна) – 0.84 (ріка Кальміус) мг/ л, що загалом співпадає зі збільшенням мінералізації води.
Лише у випадку дренування ріками водоносних горизонтів, що проходять у багатих на фтор породах, ця закономірність порушується: при порівняно низькій мінералізації води спостерігається висока концентрація фтору (ріка Тясмин – 0.59 мг/ л).
Коливання концентрації фтору вздовж течії ріки, як правило, невеликі; так при одночасному заборі проб вздовж всієї течії Дніпра вони варіювали від 0.11 до 0.2 мг/ л, в Дністрі – від 0.09 до 0.31 мг/ л, в Дунаї – від 0.1 до 0.25 мг/ л.
Також невеликі сезонні коливання концентрації фтору, які за спостереженнями перебували в межах (в мг/ л): у Дніпрі – від 0.09 до 0.266, у ріці Південний Буг – від 0.17 до 0.3.
Вода гірських річок, які утворюються внаслідок танення снігів, містить зимою значно менше фтору. Ця обставина навела на думку про можливість звільнення води від фтору шляхом виморожування.