Тема №1 Схеми кругообігу поживних речовин. Методики визначення у воді розчиненого кисню, амонійного азоту, азоту нітриту І нітратів



Сторінка2/3
Дата конвертації26.04.2016
Розмір0.54 Mb.
1   2   3

Кругообіг фосфору в природі

Фосфор - відносно рідкісний елемент. За даними академіка А.Е.Ферсмана, його ваговий кларк (відсотковий вміст елементу в землі) рівний усього 0,12%.

У вільному виді в природі унаслідок своєї дуже сильної окислюваності він не зустрічається, але входить до складу багатьох мінералів (їх налічується до 120) і безлічі органічних речовин. Більшість мінералів, що містять фосфор, є рідкісними. Найбільш важливі мінерали (природні фосфати) - апатит, вівіаніт, а також осадова гірська порода фосфорит, що складається з дрібнокристалічного або аморфного фосфату кальцію з домішкою деяких інших речовин.

Джерелом усіх фосфорних з'єднань в природі слід визнати апатит - фосфат кальцію, що містить змінну кількість фтору і хлору. Залежно від переважання в апатиті фтору або хлору утворюються мінерали фторапатит Са5F(РO4)3 або хлорапатит. Вони містять від 5 до 36% P2O5.

У вивержених породах зазвичай завжди є дрібні кристали апатиту. Найголовніші його запаси знаходяться в зоні магми, але він зустрічається і в тих місцях, де вивержені породи утворюють контакт з осадовими. Значні запаси апатитів є в Норвегії і Бразилії. Достовірно світове родовище апатитів знаходиться на Кольському півострові, в Хібінах, де воно було відкрите в 1925 р.(рис.5).





Мал. 5. Світове родовище апатитів знаходиться в Хібінах

Під впливом життєдіяльності мікроорганізмів, ґрунтових кислот, а також кислот, що виділяються коренями рослин, апатити залучаються до біохімічного кругообігу, який на відміну від кругообігу азоту, вуглецю, кисню і сірки обмежується лише біо-, гідро- і літосферою і не захоплює атмосфери.

Рослинами фосфор поглинається тільки з розчинених фосфатів у вигляді аніонів фосфорної кислоти. Тому живлення фосфором рослин можливо лише за наявності в ґрунтовому розчині солей фосфорної кислоти, наприклад Са(Н2РО4)2, СаНРО4, К2НРО4 та ін. Скупчується він головним чином в продуктових частинах - насінні, плодах. Найбільш багаті фосфором бобові рослини, а бідні їм овочі. З рослин фосфор разом з їжею потрапляє в організм тварин і людини. Потім органічні фосфати разом з трупами, відходами і виділеннями живих істот повертаються в землю, де знову піддаються дії мікроорганізмів і перетворюються на мінеральні форми, вживані зеленими рослинами.

У наземних системах кругообіг фосфору проходить в оптимальних природних умовах з мінімумом втрат. У океані справа йде інакше. Це пов'язано з постійним осіданням (седиментацією) органічних речовин. Органічний фосфор, що осів на невеликій глибині, повертається в кругообіг. Фосфати, відкладені на великих морських глибинах не беруть участь в малому кругообігу. Проте тектонічні рухи сприяють підйому осадових порід до поверхні.

Таким чином фосфор повільно переміщається з фосфатних родовищ на суші

і мілководих океанічних опадів до живих організмів і назад (мал. 6).
Рис.6. Схема кругообігу фосфору.

Незважаючи на свою малу поширеність і розкиданість, фосфор, проте, має виключно важливе значення в житті рослинних і тваринних організмів. Він являється один з основних компонентів (головним чином у видіі) живої речовини і входить до складу нуклеїнових кислот (ДНК і РНК), клітинних мембран, аденозинтрифосфату (АТФ) і аденозиндифосфату (АДФ), жирів, кісток і зубів.

У тілі людини є понад 1,5 кг фосфору (1,4 кг в кістках, 130 г в м'язових і 12 г в нервових тканинах).Добова потреба дорослої людини у фосфорі від 1 до 1,2 р.

Найбільше його міститься в кістках (понад 5%). Твердість скелету надає кальцієва сіль фосфорної кислоти. Дуже багато фосфору в зубах (у дентині - 13%, а в зубній емалі - 17%). Фізіологічні процеси, що протікають в тваринному організмі, постійно пов'язані з хімічними перетвореннями фосфоровмісних речовин (розщеплювання їх в травних органах, синтез нових фосфоровмісних органічних сполук). Складним змінам піддаються і мінеральні фосфорні з'єднання у крові та печінці. Фосфор - біогенний елемент. Академік А.Е.Ферсман називав фосфор елементом життя і думки.

Такий кругообіг і значення фосфору в природі. Украй отруйне і реакційноспроміжна речовина (у одній з його алотропних форм - білому або жовтому фосфорі) у своїх з'єднаннях є істотно необхідним елементом рослинного і тваринного життя.

У процес кругообігу фосфору, як і в природний кругообіг інших елементів (кисню, азоту, сірки, калію, кальцію, алюмінію, заліза та ін.), енергійно втручається людина. Фосфор потрібний людині для багатьох цілей: велика кількість його поглинає сірникова галузь промисловості. Кращі сорти нержавіючої сталі виходять завдяки процесу фосфатування - покриття тонким шаром фосфатів, стійких проти атмосферної корозії. Аналогічній обробці часто піддаються вироби з цинку, алюмінію і їх сплавів. З'єднання фосфору йдуть на виготовлення багатьох лікарських речовин (рис.7)





Мал. 7. Деякі сфери застосування фосфору і його з'єднань

Головний же споживач фосфатів - сільське господарство. З часу хіміка Ю.Либіха землероби, зрозумівши значення фосфору для підвищення урожаю культурних рослин, почали відшукувати природні фосфати (апатити, фосфорити), перетворювати їх механічним або найчастіше хімічним шляхом в добрива і вносити в грунт.

Потрібно помітити, що в 100 кг пшениці знаходиться близько 1 кг фосфору (у вигляді Р2О5). Стільки ж фосфору міститься в 200 кг сіна, 300 кг соломи, 1500 кг зелених кормів. Можна собі уявити, які величезні кількості фосфору відносяться з наших полів разом з урожаєм. Частина його, звичайно, повертається в грунт, але фосфор, наприклад, міститься у продуктових частинах рослин, що йдуть на промислову переробку, пропадає. Не маючи нескінченних запасів фосфору, грунт внаслідок цього процесу поступово виснажується, що призводить до сильного зниження урожаю і необхідності заповнення втрати фосфору. Культурні рослини у більшості випадків дуже сприятливо відгукуються на внесення в грунт фосфорних добрив в легкозасвоюваній формі.

Фосфорне добриво виходить також в якості побічного продукту при переробці багатого фосфором чавуну в сталь при томасовскому процесі. Якщо «грушу», в якій виходить сталь по методу Г. Бессемера, вистилати усередині вапняним футеруванням, то вапно поглине фосфор з розплавленого чавуну. У цьому і полягає суть запропонованого англійцем С. Дж.Томасом процесу, при якому відразу досягаються дві мети : отримання доброякісної сталі і цінного добрива. Останнє досягається шляхом розмелювання вапняного футерування, що поглинуло фосфор. Отримуваний таким шляхом сухий темно-сірий порошок, званий томасшлаком, містить від 11 до 24% Р2О5 і є високоефективним добривом, особливо на кислих ґрунтах.

Загалом, антропогенний вплив на кругообіг фосфору полягає в наступному:

1. Здобич великих кількостей фосфатних руд для мінеральних добрив і миючих засобів призводить до зменшення кількості фосфору в біотичному кругообігу;

2. Стоки з полів, ферм і комунальні відходи приводять до збільшення фосфат - іонів у водоймах, до різкого росту водних рослин і порушення рівноваги у водних екосистемах.



Кругообіг водню

На Землі водень грає дуже велику роль. Масова доля водню в земній корі складає 1 % - це дев'ятий за поширеністю елемент. Проте його роль в природі визначається не масою, а числом атомів, доля яких серед інших елементів складає 17 %.

Вільний водень H2 відносно рідко зустрічається в земних газах, але у вигляді води він бере виключно важливу участь в геохімічних процесах. До складу мінералів водень може входити у вигляді іона амонія, гідроксил-іона і кристалічної води.

У атмосфері водень безперервно утворюється в результаті розкладання води сонячним випромінюванням. Маючи малу масу, молекули водню мають високу швидкість дифузійного руху (вона близька до другої космічної швидкості) і, потрапляючи у верхні шари атмосфери, можуть відлетіти в космічний простір.

Важливе те, що водню в природі не існує аналогів. хоча будь-якому хімічному елементу можна знайти заміну. Пояснюється це тим, що ядро атома водню є елементарною часткою.

Водень і кисень входять до складу усіх органічних сполук. Вони поглинаються продуцентами у складі води і вуглекислого газу в процесі фотосинтезу, усіма іншими організмами, з органічною речовиною, створеною продуцентами, під час дихання (з атмосфери або водного розчину) і споживання питної води. Як кінцеві продукти біологічного кругообігу, водень і частина кисню повертається в неживе середовище так само у вигляді води, а кисень, крім того, виділяється в молекулярній формі в атмосферу рослинами-продуцентами як один з кінцевих продуктів фотосинтезу.

Людство активно використовує водень і навчилося знаходити промислові способи його отримання. Учені вважають водень одним з джерел енергії. Оскільки запаси водню в природі нескінченні, його можна використовувати в промисловості, побуті, як паливо для транспорту, в якості енергії, яка сприяє збереженню чистоти довкілля, оскільки при його використанні виділяється тільки пари води.

Окрім його важливої властивості бути використаним як енергія, водень дуже зручний для транспортування і зберігання. Можливість передачі водню по звичайних трубопроводах, його здатність зберігається тривалий час в звичайній місткості робить його дуже вигідною знахідкою для промисловості, оскільки він не вимагає великих матеріальних витрат. До усього іншого виробництво водню можливе із звичайної води, кам'яного вугілля, запаси якого на землі величезні, що робить водень дуже цінним.

Також існує такий препарат як перекис водню. Перекис водню активно і ефективно використовується в медицині. Вона є безболісним антисептиком для обробки ран і подряпин, використовується при вірусних, грибкових, гнійних захворюваннях і так далі. Явним плюсом перекису водню є екологічна безпека, оскільки вона не є штучним з'єднанням, а зустрічається в природі.

Перекис водню застосовується також в целюлозно-паперовій промисловості, при вибілюванні тканин, в металургії, електронній промисловості, для виробництва полімерів, косметики багато чого іншого.

Говорячи про водень і його широке використання в промисловості, побуті, транспорті не можна забувати про його вибухо-, пожежонебезпечних властивостях. Недостатня підготовленість і нестроге виконання правил при використанні водню може привести до загибелі людей.

Кругообіг сірки

Сірка - біогенний елемент, який майже не буває в дефіциті. У живих організмах сірка - основний компонент деяких амінокислот (цистеїн, метіонін). Основні ланки кругообігу сірки :

1) сірка засвоюється у вигляді сульфатів рослинами і грибами. При цьому сірка переходить у двовалентний стан (S2 -) і вбудовується у білкові молекули;

2) сірка окислюється до сульфатів (SO3 -) мікроорганізмами при розпаді мертвих тел. Менша частина сульфатів знову засвоюється рослинами, велика частина за рахунок рухливості сульфат-іонов вимивається в океан;

3) на дні океану бактерії з роду Десульфовибріо відбирають в сульфатів кисень і, тим самим, відновлюють сірку до сірководню (H2S). Сірководень виноситься до поверхні, а потім частина його поступає в повітря;

4) в повітрі сірководень (H2S) швидко окислюється до сірчистого газу (SO2), а потім сірчаного ангідриду (SO3), останній з'єднується з парами води і утворює сірчану кислоту (H2SO4);

5) H2SO4 з дощами повертається на сушу. Таким чином, на сушу потрапляє дві третини сірки, змитої в океан;

6) відбувається приплив сірки через виверження вулканів;

7) відбувається приплив сульфідів (S2-) через руйнування гірських порід ( пірит - сірчаний колчедан FeS2, мідний колчедан CuFeS2);приплив сірководню відбувається через аеробне розкладання органіки у болотах.

Основна доступна форма сірки — SO4 — відновлюється автотрофами і включається у білки. Для рослин сірки вимагається менше, ніж азоту і фосфору, тому лімітуючим чинником (чинник, який при певному наборі умов довкілля обмежує яке— або прояв життєдіяльності організмів) вона буває рідше. Проте кругообіг сірки — ключовий в загальному процесі продукування і розкладання біомаси.

Останнім часом на кругообіг сірки увесь більший вплив робить промислове забруднення атмосфери. При спалюванні палива, виплавці металів, при отримання елементарної сірки з сірководню горючих газів в атмосферу у вигляді оксидів потрапляє щорічно біля 10млн. т сірки. Це перевищує природний стік сірки. Кількість сірчаної кислоти в атмосфері зараз удвічі більше, чим 150 років тому. Кислотність (рН) чистої води дорівнює 7, рН дощовий - 5,6 за рахунок розчиненого в ній СО2, рН кислотних дощів може досягати 2,5 (концентрація столового оцту).

Особливо токсичні з'єднання сірки — у формі SO2, які є проміжними продуктами кругообігу сірки. У більшості місць життя концентрація сірки невелика, але у зв'язку з надмірним спалюванням палива зміст в повітрі з'єднань SO2, особливо у великих промислових центрах, збільшився до такої міри, що сірка представляють небезпеку для важливих біотичних компонентів екосистем. Основним джерелом сірчистого газу — продукти спалювання вугілля. Особливо велика шкода наносить SO2 рослинам. Реагуючи з водяною парою, він утворює слабку сірчану кислоту, яка випадає з осіданнями, відомими як «кислотні дощі». Потрапивши на листову поверхню, H2SO4 викликає хімічні опіки, що знижує фотосинтезуючу поверхню рослин



Кругообіг калію

Калій, як відомо, бере участь в процесах фотосинтезу, чинить вплив на вуглеводний, азотний і фосфорний обмін, істотним чином позначається на осмотичних властивостях клітин. Він концентрується у плодах і насінні, в інтенсивно зростаючих тканинах і органах рослин.

Поки що маловивченим залишається кругообіг калію у водному середовищі. Щороку з водним стоком у Світовий океан поступає близько 90 млн т цього елементу. Якась частина поглинається водними організмами, але значна кількість ніде не фіксується, і наступне його переміщення невідоме.

Калій разом з іншими лужними і лужноземельними хімічними елементами акумулювався в земній корі в процесі її виплавлення. Калій входить до складу найбільш поширених силікатів. При їх руйнуванні цей елемент, в основному, переходить у глинисті мінерали. В той же час він частково вивільняється і залучається до водної міграції. Іони калію активно абсорбуються дисперсною мінеральною речовиною, а також поглинаються вищими рослинами, тому калій міцніше утримується в межах суші, чим кальцій і натрій. В океан деяка кількість калію виноситься у вигляді іонів, проте велика маса елементу переноситься у формі суспензій глинистих часток. Калій активно мігрує у системі поверхня океану - атмосфера - поверхня океану в складі аерозолів.

Цей елемент відіграє важливу роль в життя рослин і тварин. Він бере участь у фотосинтезі, впливає на обмін речовин, частково зберігається в мертвій органічній речовині.

Широке використання мінеральних добрив доки не робить помітного вплив на кругообіг калію, проте міграція його сильно зросла в результаті ерозії ґрунтів.



Кругообіг кальцію

Кальцій відноситься до головних елементів земної кори. Зміст цього елементу зменшується від глибин Землі до гранітного шару літосфери. Кальцій в земній корі утворює численні мінерали. При вивітрюванні силікатів звільняється велика кількість цього елементу. Його водорозчинні з'єднання, головним чином гідрокарбонат, поступають в природні води і мігрують з ними в океан. Хоча цей процес розвивається упродовж більше 2 млрд. років, концентрація елементу в океанічній воді усього лише в 30 разів більше, ніж в річкових водах. Це обумовлено низькою розчинністю карбонату кальцію, а головне - активним поглинанням елементу планктонними організмами і виведенням його в осад. Ці процеси сприяють накопиченню кальцію у складі потужних товщ вапняків, доломітів, вапняних глин.

Вапняки (як і ін. породи) на континенті руйнуються, і розчинні солі кальцію (двовуглекислі та ін.) річками зносяться в морі. Щорічно в морі скидається з континенту близько 5-108 т кальцію. У теплих морях вуглекислий кальцій інтенсивно споживається нижчими організмами - форамініферами, коралами та ін. - на спорудження своїх скелетів. Після загибелі цих організмів їх скелети з вуглекислого кальцію утворюють опади на дні морів. З часом відбувається їх метаморфози, внаслідок чого формується порода - вапняк. При регресії моря вапняк оголюється, виявляється на суші і починається процес його руйнування. Але склад вапняку, що знову утворюється, декілька іншої. Так, виявилось, що палеозойські вапняки багатіші вуглекислим магнієм і супроводжуються доломітом, вапняки ж молодші - бідніше вуглекислим магнієм, а утворення пластів доломітів в сучасну епоху майже не відбувається.

Кальцій відіграє важливу роль у фізіології організмів. У рослинах він бере участь у вуглеводному і азотному обміні, тваринам він потрібний для побудови кісткового скелета. Кальцій бере участь і у багатьох інших біохімічних процесах.

Таким чином, для процесів глобального масообміну кальцію головне значення мають біологічний кругообіг і водна міграція іона в системі сушачи - океан.

Кругообіг йоду

Як і більшість життєво важливих елементів, йод в природі здійснює кругообіг.

Основна кількість йоду в природі міститься у Світовому океані (близько 87 860 млн тонн, в середньому 5 х 10-5 г в одному літрі морської води). У прісних водах концентрація цього елементу складає 5 мкг/л, глобальне річне винесення з річковим стоком - 185 тис. тонн.

Оскільки багато з'єднань йоду добре розчиняються у воді, йод вилуговується з магматичних порід, виноситься в моря і океани. Також в морську воду йод змивається з поверхні ґрунту льодовиками, снігом, дощем, вітром і водними потоками. У морській воді йод знаходиться у вигляді йодиду. Іони йодиду окислюються під впливом сонячного світла в елементарний йод (J2). Морська вода, випаровуючись, піднімає в атмосферу леткі з'єднання йоду, розчинені в краплях морської води. Маси йоду переносяться вітрами на континенти. Таким чином, щорічно близько 400 тис. тонн йоду випаровується з поверхні моря. Найбільше йоду накопичується в мулових водах.

З атмосфери йод повертається у грунт з дощовою водою концентрація йоду в якій коливається в межах 1,8-8,5 мкг/л. Йод легко поглинається як органічними речовинами ґрунту, так і морським ілом. При ущільненні цих речовин і утворенні осадових гірських порід відбувається перехід частини з'єднань йоду в підземні ґрунтові води. Йод також потрапляє і в живі організми, які його концентрують, але, відмираючи, повертають йод в грунт, звідки він знову вимивається, потрапляє в океан, випаровується і усе починається заново. Цикл, таким чином, замикається.

Основні природні джерела йоду - грунт і ґрунтові води і, отже, усе, що росте на землі, а також морепродукти (водорості, риби, морські тварини).

Там, де грунт бідний цим мікроелементом (тайгово-лісова нечорноземна, степова, пустинна, гірська зони), значна частина населення страждає йододефіцитними захворюваннями (ендемічний зоб).

Йод знаходиться в глибоких шарах ґрунту і виявляється у вмісті нафтових свердловин. В цілому, чим старіше поверхня грунту і чим більше вона була схильна у минулому різним руйнівним діям (наприклад, ерозія), тим менше в ній йоду. Найбільш збіднені йодом грунту в гірських місцевостях, які піддавалися частому випаданню дощів із стоком води в річки. Важливу роль у втраті йоду з грунту в цих регіонах грають і льодовики. Нерідко недостатність йоду спостерігається і в долинах великих річок.

У приморських областях кількість йоду в 1 м3 повітря може досягати 50 мкг, у місцевостях, віддалених від океану або відгороджених від морських вітрів горами, - 1-3 або навіть 0,2 мкг. Фелленберг, приймаючи зміст елементу в повітрі за 100, отримав висотний розподіл йоду. Так, на висоті 1000 м над рівнем моря повітря втрачає 62,5 % йоду, а 50% втрачається вже на висоті 707 м Рух атмосфери і деякі інші умови трохи змінюють ці дані.

Повернення йоду в грунт з дощовою водою відбувається дуже повільно і у відносно малій в порівнянні з передуючою втратою кількості. Зміст йоду в ґрунті варіює в значних межах (в середньому біля З х 10-4 %) і пов'язане з рівнем її промерзання впродовж останнього льодовикового періоду: коли льодовики танули, йод з грунту переміщався в ті, що лежать нижче за родючий шар рівні. Повторні змиви спричиняли за собою формування дефіциту йоду в ґрунті. Зміст йоду в рослинах, що виросли на збіднених йодом ґрунтах, часто не перевищує 10 мкг/кг сухої ваги в порівнянні з 1000 мкг/кг в рослинах, що культивуються на ґрунтах без дефіциту йоду.

Середній зміст йоду в рослинах складає приблизно 2 х 10-5 % і залежить не лише від змісту в ґрунтах його з'єднань, але і від виду рослин. Деякі організми (так звані накопичувачі йоду), наприклад морські водорості (пузирчаста водорость - Fucus vesiculosus, бура морська водорость, ламінарія (морська капуста), филлофора), накопичують йоду до 1% від загальної ваги, а деякі морські губки (Spongia maritima) - до 8,5-10% (у скелетній речовині спонгіні).

Зміст йоду в місцевій питній воді відбиває концентрацію йоду в грунті. У поверхневих питних водах йоду мало (від 0~7 до 10~9%), а в йододефіцитних регіонах зазвичай рівень йоду складає менше 2 мкг/л. Вода, як правило, не є серйозним джерелом вступу йоду в організм людини.

Добова потреба в йоді для дорослої людини складає 0,15мг.

Дефіцит йоду викликають і деякі діяння рук людини, у тому числі руйнування грунту із-за інтенсивного ведення сільськогосподарських робіт (знищення рослинності при розчищенні території під посадки, випас худоби), вирубування дерев.



Кругообіг селену

Зміст селену в земній корі близько 500 міліграма/т. Селен, поширений всюди, проте, нерівномірний розподіл цього елементу по поверхні землі призводить до існування регіонів з природно підвищеною і зниженою концентрацією селену в довкіллі. Основним джерелом селену для тварин є рослини, які споживають, селен з грунту. Концентрація селену в ґрунтах різних типів змінюється в дуже широких межах від 10-6 до 10-3%, концентрація селену в морській воді 4×10 − 4 міліграми/л. Основна маса цього елементу в грунті знаходиться у вигляді елементарного селену, селенідів, селенітів, і у складі складних органічних сполук.

Сьогодні селен, визнаний незамінним мікроелементом. Його висока біологічна активність визначається можливістю заміщення в окремих випадках функцією вітаміну Е, підвищенням вироблення ендогенних антиоксидантів, впливом на деякі сторони метаболічних і синтетичних процесів (тканинне дихання, імунобіологічну реактивність організму). Дослідження останніх років показали, що селен в малих дозах виконує важливі біохімічні функції, головна з яких - здатність зв'язувати вільні радикали, запобігаючи їх руйнівній дії.

До теперішнього часу немає систематизованих даних про зміст селену в основних типах ґрунтів, в рослинах, що ростуть на цих грунтах, і тваринницькій продукції місцевого виробництва. З урахуванням того, що біологічний кругообіг хімічних елементів відбувається в харчовому ланцюзі: грунт - рослина - тварина - тваринницька продукція - людина, інформація про зміст в різних ланках цього ланцюга тих або інших елементів, зокрема селену, має велике теоретичне і практичне значення.



Кругообіг фтору

Кругообіг фтору в природі охоплює літосферу, гідросферу, атмосферу і біосферу. Основна маса фтору знаходиться в розсіяному стані в різних гірських породах. Фтор міститься також в ґрунтах, у воді, рослинах, в живих організмах, шлаках і флюсах. До складу вулканічних газів завжди входить фтористий водень, який потрапляє у грунт разом з атмосферними осіданнями.

У рослини фтор поступає з грунту шляхом перекачування мікроелементів з нижніх горизонтів у верхні, з тих накопичень пилу, які утворюються з самого грунту або шляхом осідання аерозолів промислових викидів. Рослини, які ростуть на грунтах, не переобтяжених фтором, містять його від 1 до 15 мг/кг Підвищення концентрації водорозчинних з'єднань фтору в повітрі, грунту і воді призводить до накопичення фтору в рослинах. Здатність рослин накопичувати фтор (головним чином фтористий водень, солі плавикової кислоти) дає можливість використовувати їх як біоіндикатори для моніторингу забруднення довкілля з'єднаннями фтору.

У кругообігу фтору в природі бере участь не лише рослинний, але і тваринний світ. Деякі організми містять фтор у вигляді мінералів - франколіта Са5(РО4, СО3) з Р (брахіоподи, молюски, хребетні), флюориту CaF2 (анеліди, молюски, голкошкірі), аморфного флюориту CaF2 (анеліди, хордові).

Цей елемент передається тваринам через воду і їжу в нормальних, недостатніх або надмірних кількостях. Тварини, також як і рослини здатні асимілювати розчинні у воді з'єднання фтору. Подібно до рослин, тварини також можуть накопичувати фтор в органах, тканинах і секретах, що представляє певну небезпеку для людини. Так, в природних умовах в молоці корів, споживаючих рослини з підвищеним вмістом фтору, концентрація цього елементу у декілька разів перевищує допустимі значення, складаючи 64-118 мкг %. Вміст фтору в м'ясі цих тварин перевищує допустимі норми в 4 рази, в печінці і молоці - в 1,5 -1,8 разів. Можливість живих організмів асимілювати водорозчинні з'єднання фтору, накопичувати їх в підвищених концентраціях є особливо важливою проблемою.

Людина є кінцевою ланкою складного ланцюга біогеохімічної системи : гірські породи - ґрунти - води - рослини -тварини. Шляхи вступу фтору з довкілля в організм людини можуть бути різноманітними і досить складними. У кожній конкретній ситуації має значення лише безпосереднє джерело вступу цього елементу.

Головним джерелом фтору (фтористих з'єднань) для людини є питна вода, тобто концентрація фторид-іону в питній воді представляється чинником, що визначає рівень вступу фтору в організм. Окрім води фтор потрапляє в організм людини з їжею. Харчові продукти мають менше значення в забезпеченні потреби людини у фторі в порівнянні з водою - з їжею в організм поступає фтору в 4-6 разів менше, ніж з питною водою, що містить оптимальну його кількість, що пояснює велике гігієнічне значення вмісту фтору в питній.

Питна вода з концентрацією фтору більше 0,2 міліграма/л є основним джерелом його надходження в організм. Води поверхневих джерел характеризуються переважно низьким вмістом фтору (0,3-0,4 міліграм/л). Високий вміст фтору в поверхневих водах є наслідком скидання промислових фторовмістних стічних вод або контакту вод з ґрунтами, багатими з'єднаннями фтору. Максимальні концентрації фтору (5-27 міліграм/л і більше) визначають в артезіанських і мінеральних водах, що контактують з фторовмістними водовміщуючими породами.

Підвищений вміст фтору у воді (більше 1,5 міліграма/л) робить шкідливий вплив на людей і тварин, у населення розвивається ендемічний флюороз. Відзначається характерна поразка зубів, порушення процесів окостеніння скелета, виснаження організму. Понижений вміст фтору (менш 0,7мг/л) призводить до виникнення карієсу. Вміст фтору в питній воді нормується (0,7-1,5мг/л). Встановлено, що систематичне використання населенням фторованої води знижує і рівень захворювань, пов'язаних з наслідками одонтогенної інфекції (ревматизм, серцево-судинна патологія, захворювання нирок та ін.).

Слід зазначити, екологічна рівновага між організмами, що населяють планету і фтором, обумовлене низькою розчинністю у воді більшості його природних з'єднань.


1   2   3


База даних захищена авторським правом ©shag.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка