Fluorul din biosferă - probleme de igienă fluorizarea apei potabile

Capitolul I
Fluorul în biosferă și livrarea acestuia în corpul uman
I, 1. Proprietățile fluor
Migrarea fluorului în biosferă și efectul său biologic depinde atomice structura și proprietățile chimice. izotop stabil 19F face parte din grupa VII halogeni în toate monovalent sale conexiuni. Dimensiunea redusă a atomilor de fluor permite un contact ferm în jurul atomilor altor elemente.
Fluorul atom are două straturi electronice: în interior (stratul R) 2 este conținută și în exterior (stratul L) -7 electroni. Acest lucru spune fluor exprimat proprietăți electronegative, este acceptor de valență de electroni. Forțele care conduc la un strat de umplere electronic extern la vosmielektronnoy configurații pentru fluor excepțional de mare. Prin urmare, cu fluor secundar chimic poate fi caracterizat ca metaloid reaktsioinosposobny. Acest lucru se datorează faptului că atomul de fluor are o afinitate maximă de electroni și un potențial ridicat de ionizare. fluor ridicată reaktsioinosposobnost (sau fluor-ion) explică activitatea excepțională biologică și stabilitatea multora dintre compușii săi [26]. Se va vedea că elementul de fluor este numit pe bună dreptate proprietăți surprinzătoare: cele mai electronegative mai reactive si agresive, impenetrabil, elementelor distructive reacții neașteptate și foarte distinctive. Datorită fluorura reaktsioinosposobnosti de mare nu există în natură în stare liberă, așa că ar fi mai corect să folosească în loc de termenul termeni de fluor fluorura sau ion de fluorură. Cu toate acestea, în literatura de specialitate, prin analogie cu iod, un termen larg utilizat sub fluor realizând toate formele de acest element - ionizata capabile ionizare și neionizate.

2. Circulația fluorului în biosferă

Principalele surse de fluor pentru biosferă sunt roci vulcanice, care a relevat mai mult de 100 de minerale cu conținut de fluor. Dintre acestea cele mai importante sunt fluor-apatită (ZSa3 [P04] g CaF2- la 4,2% F), fluorina (F CaF2- 48,7%), criolit (3NaFAlF3- 54,3% F) și rădăcină fosfat, reprezentând un apatit legat chimic în proporții diferite cu fosfat de calciu (ZSaz [P04] + 2Sar2 pSaz [P04] 2- 0.1-6% F). Sursele de fluor sunt, de asemenea, gazele vulcanice (până la 2,5% HF) și adâncimea apei termale (de obicei, 10--25 mg / l, în cazuri rare până la 6 g / l). minerale conținînd fluorurați frecvent întâlnite în roci și soluri în stare dispersată, dar sunt, de asemenea găsite în formă de depozite. procesele geo- și biogeochimice și activități industriale și casnice ale oamenilor cauza migrației, disipare și concentrația de fluor în biosferă. De aceea fluoro pătrunzând în ea, este conținut nu numai în formațiuni de rocă (de obicei 300 - 800 mg / kg) și sol (în mod tipic 30-320, în medie 200 mg / kg), dar în stare proaspătă (cea mai mare parte 0.01 până la 0,8 mg / l, cel puțin 0,8 până la 20 mg / l sau mai mult) și marine (0,7-1,4 mg / l) apă, aerul atmosferic (2-10-6 -10-4 -4 mg / m), țesut de plantă (în special 0,05 până la 3 mg / kg) și animale (țesuturilor moi 0,05-3 mg / kg, solid 100-800 mg / kg sau mai multe organisme). Mai jos este o diagramă ciclu în fluorul biosferă [26].

I. 3. Conținutul de fluor în apă

migrația Fluorul din roca apei depinde de porozitatea rocii, conținutul său de minerale de fluor și solubilitatea lor, precum și asupra proprietăților fizico-chimice ale solubilității în apă (la 18 ° C), compuși cu fluor variază considerabil: CaF2- 16 mg / l, MgF2 -760, -117 SrF2. BaF2- 1590, A1F3-1614, Na2SiF6-5700, criolit - 391, NaF - 40 540, 400-1000 fosfat, fluorapatită 200- 500 mg / l. Astfel, chiar CaF2 puțin solubil este capabil de a aduce concentrația de fluor în apă până la 8 mg / l. Într-o anumită măsură, se determină concentrația maximă de fluor în apă naturală, conținând în mod tipic de calciu. Observat în aceste concentrații mai mari de fluor (până la 100 mg / l și mai mult) sunt adesea cauza prezenței apei (la conținut redus de calciu) de cantități mari de sodiu (format NaF solubil). Solubilitatea compușilor fluorurați contribuie, de asemenea, la o creștere a conținutului de sulfați, bicarbonați, creșterea pH-ului și a temperaturii.

Schema 1. Circulația fluorului în biosferă. MG Kolomiytseva, RD Gabovich [68].

În ce formă este prezentă în fluorură de apă naturală? Fluorură de calciu disociază în apă, după cum urmează: 1) CaF2 = f * Ca +++ 2F-- 2) F ~ + H + 3t * 3 HF) HF + F ^ HF2 ~. Astfel, apa poate fi prezentă F-, HF și HF2_- la reacții neutre și alcaline, iar soluția diluată (de obicei, ceea ce este apa naturala) este aproape toate fluorul este prezent ca un F- ion fluorură. Atunci când reducerea cantității de reacție acidă (F- și conținutul HF2 crește și HF nedisociat. Așa cum se arată prin studii speciale, similar cu disocieze Na2SiF6 CaF2 și NaF, care adesea fluorurat apă [37]. Prin urmare, chimiștii cred că opoziția unor indivizi acțiunea fiziologică a „fluorurii naturale „acțiunea apei“ îmbogățit artificial „apa de fluor nu are nici un motiv real pentru [154], care a fost confirmată de mai multe observații experimentale și domeniu [37, 160].
datele sumarizate de mai multe mii de lucrări executate în aproape toate țările lumii, indică faptul că concentrația de fluor în sursele utilizate pentru alimentarea cu apă, variind de la 0,01 până la 20-100 (Kenya) mg / L. Cu toate acestea, în aproape toate țările lumii cele mai multe surse au o concentrație de fluor în apă până la 0,5 mg / l. Astfel, SUA (1964) 10506 în apă fântâni municipale a conținut 0,7 mg / L F-, 524 - 0.7-0.99, în 424 - 1.44-1, 170-1 5-1.99, în 171 - 2-2.99 in 112 - 3 mg / l sau mai mult.
Tabelul 1
Conținutul de ioni de fluor în apele URSS

Surse de apă: râuri, lacuri, rezervoare (vezi Tabelul 1 ..). concentrație F până la 1 mg / L sunt observate în apele puternic saline ale unor râuri și lacuri de acumulare din sudul URSS. Conținutul scăzut de F- în apele de suprafață este de o mare importanță practică, deoarece mai mult de 85% apă în orașe a servit conducte de apă de râu. Trebuie remarcat, de asemenea, că, după conținutul de apă clarificare coagulare F ~ este redus cu 8-30% în ea. Concentrația F crește în aval ușor (la 0,1-0,3 mg / l) - în același interval sunt variații sezoniere. concentrația F ~ în rezistente timp de mulți ani apă râu bazinul. O cantitate mică de apă de suprafață cu concentrație F- de 1 până la 3,5 mg / l a fost găsit în Tadjikistan Azerbaidjan Yakutia, Irkutsk și regiunile Chita. Multe astfel de lacuri de acumulare din Kazahstan, unde apele râurilor concentrație F ~ 1,5 mg atinge / l, și în lacuri -până 6-11 mg / l [71]. Acest lucru se datorează participării semnificative în dieta lor de apa interstițială care curge în granitoidele paleozoice bogate minerale fluorurate (până la 1,7% F_), precum și concentrarea prin evaporare a apei în lacurile de drenaj această zonă aridă [71]. În URSS, a descris unele cazuri poluarea apei ape reziduale superfosfatul criolit și plante [37] fluorurat - concentrația F ~ în rezervoare zonele contaminate au crescut la 3-6 și chiar 21 mg / l.
Tabel. 1 arată că apele subterane, în special arteziene mai bogat F-, decât suprafața, iar printre acestea sunt surse mai comune cu o concentrații optime sau ridicate de F-.
Inerentă fiecare modele acvifere în variația spațială a concentrației F- permite în prezent cu o precizie suficientă pentru a prezice conținutul F ~ în godeuri arteziene nou proiectate [37]. In cele mai multe dintre ele, concentrația de F- fluctuații stabile, sezoniere ale concentrației medii nu depășește ± 0,05-0,1 mg / l.
Populația rurală utilizează în mod obișnuit puțuri de apă și operarea apelor subterane care se găsesc, de asemenea, concentrații mari de variații sezoniere F. în concentrație de fluor-le (cu un maxim la sfârșitul verii și iarna) ajung ± 20-30% din valoarea medie. Este de interes, care în același sat poate fi variații semnificative ale conținutului de apă al F- kolodtsev- într-un sat cu teren dificil F- am observat o concentrație de 0,4 până la 3,6 mg / l (puțuri mai adânci) . Prin urmare, în așezările cu alimentare cu apă fluoroza endemică locală poate fi un fel, alopecie în natură și caracterizată printr-o mare diversitate în ceea ce privește gradul de severitate al dinților.
Trebuie să presupunem că este momentul oportun pentru a face fiecare atlas țară F- conținut în acvifere folosite și surse potențiale de apă. Acest lucru va permite: 1) activități intenționat planificate fluor-carie prevenirea bolilor zubov- 2) identifică provinciile hydrogeochemical cu concentrații mari de F ~ în apă, care necesită un Arragement wellness 3) utilizarea conținutului F- datelor în cursul supravegherii sanitare preventive vodosnabzheniem- 4) pentru a studia efectul tratamentului cu diferite concentrații de F ~ asupra sănătății umane într-o varietate de condiții climatice și altele.