Fluor v biosferi - higienski problemi fluoridation pitne vode

Poglavje I
Fluor v biosferi in njeno izvajanje v človeško telo
I, 1. Lastnosti fluora
Prehod od fluora v biosfero in njene biološkega učinka je odvisna od atomske strukture in kemijskih lastnostih. Stabilnih izotopov 19F spada v skupino VII halogenov v vsej njeni povezave Jednovalentan. Zaradi majhnosti atomi fluora omogočajo tesno prilega okoli atomi drugih elementov.
Atom fluora ima dva elektronska plasti: v notranji (R plašč) je 2 vsebuje, in zunanji (L- sloj) -7 elektrone. To pove fluor izrazil elektro lastnosti, je valenca elektron akceptor. Sile, ki vodijo do zunanjega elektronskega polnilne plasti za vosmielektronnoy konfiguracije za fluor izjemno velik. Zato se s kemično stransko fluor jo lahko označimo kot reaktsioinosposobny metaloida. To je zato, ker ima atom fluora največjo elektronov afiniteto in visoko ionizacijski potencial. Visoka reaktsioinosposobnost fluora (ali fluor-ion) pojasnjuje njegovo izjemno biološko aktivnost in obstojnost mnogih njegovih spojin [26]. To bomo videli, da se fluor element upravičeno imenujemo presenetljive lastnosti: najbolj elektro najbolj reaktiven in agresivna, nezavzetna, destruktivni element nepričakovane reakcije in zelo izrazit. Zaradi visoke reaktsioinosposobnosti fluorida ne obstajajo v naravi v prostem stanju, tako da bi bilo bolj pravilno uporabo namesto pojma fluora izrazih fluorid ali fluoridnega iona. Vendar pa v literaturi, po analogiji z jodom, izraz pogosto uporablja fluor zavedali pod vsemi oblikami tega elementa - ionizirano sposobnih ionizacije, in ne-ionizirane.

2. Razpošiljanje fluora v biosferi

Glavni viri fluora za biosfero so magmatske kamnine, ki je razkrila več kot 100 mineralov, ki vsebujejo fluor. Od teh je najbolj pomembno, fluor-apatita (ZSa3 [P04] g CaF2- do 4,2% F), fluorita (F CaF2- 48,7%), kriolit (3NaFAlF3- 54,3% F) in fosfat koren, ki predstavljajo apatita kemično vezan v različnih razmerjih s kalcijevim fosfatom (ZSaz [P04] + 2Sar2 pSaz [P04] 2- 0,1-6% F). Viri fluora tudi vulkanski plini (do 2,5% HF) in globina termalno vodo (navadno 10--25 mg / l, v redkih primerih do 6 g / l). mineralov, ki vsebujejo fluor pogosto najdemo v kamninah in prsti v dispergirani stanju, ampak so tudi v obliki depozitov. Geo in biogeokemijska procesov ter industrijske in gospodinjske dejavnosti ljudi, ki povzročajo migracije, odvajanje in koncentracijo fluora v biosfero. Zato fluoro njej pervading, je vsebovan ne samo kamnin (običajno od 300 do 800 mg / kg) in prsti (tipično od 30 do 320, povprečno 200 mg / kg), vendar v sveži (večinoma 0,01 na 0,8 mg / l, vsaj 0,8 do 20 mg / l ali več) in morskega (0,7-1,4 mg / l) vode, zraka, (2-10-6 od -10 do 4 -4 mg / m), rastlinsko tkivo (predvsem 0,05-3 mg / kg) in živali (mehko tkivo 0,05-3 mg / kg, trdna 100-800 mg / kg ali več) organizmi. Spodaj je diagram cikel v biosferi fluor [26].

I. 3. vsebnost fluora v vodi

Fluor migracija iz skale do vode je odvisna od poroznosti kamnine, njegova vsebnost fluora mineralov in njihova topnost, kot tudi na fizikalno-kemijskih lastnosti topnosti v vodi (pri 18 ° C) fluorovimi spojinami precej razlikuje: CaF2- 16 mg / l, MgF2 -760, SrF2 -117. BaF2- 1590, A1F3-1614, Na2SiF6-5700, kriolit - 391, NaF - 40 540, 400-1000 fosfat, fluorapatite 200- 500 mg / l. Tako tudi najmanj topen CaF2 je sposoben, da bi koncentracijo fluorida v vodi do 8 mg / l. Do neke mere, da določa najvišjo koncentracijo fluora v naravni vodi, običajno vsebujejo kalcij. Opažene višjih koncentracijah fluora (do 100 mg / l in več) so pogosto vzrok prisotnosti vode (pri nizki vsebnosti kalcija) velikih količin natrija (tvorjen topnega NaF). Topnost fluorovih spojin prav tako prispevajo k povečanju vsebnosti sulfati, bikarbonati, povečanje pH in temperature.

Shema 1. Kroženje fluora v biosferi. MG Kolomiytseva, RD Gabovich [68].

V kakšni obliki je prisoten v naravni vodni fluorid? Kalcijevega fluorida disociira v vodi, kot sledi: 1) CaF2 = f * Ca +++ 2F-- 2) P ~ + H + 3t * HF- 3) HF + F ^ HF2 ~. Tako lahko voda prisotna F, HF in HF2_- v nevtralnih in alkalnih reakcij in razredčeno raztopino (običajno kar je naravna voda) je skoraj vse fluor prisoten kot fluoridnega iona F-. Ko se zmanjša količina kisle reakcije (F- in vsebine HF2 povečuje in undissociated HF. Kot je prikazano s posebnimi študijami, podobnih ločiti Na2SiF6 CaF2 in NaF, ki pogosto fluoriran vode [37]. Zato kemiki menijo, da je nasprotovanje nekaterih posameznikov fiziološki delovanje "naravnega fluorida "vodnega" umetno obogatena "fluor voda nima pravega razloga, da [154], ki je bila potrjena z veliko eksperimentalnih in terenskih opazovanj [37, 160].
Povzeti podatki o več tisoč del, ki se izvajajo v skoraj vseh državah sveta, kažejo, da je koncentracija fluora v virih, ki se uporabljajo za oskrbo z vodo, v razponu od 0,01 do 20-100 (Kenija) mg / L. Vendar pa je v skoraj vseh državah sveta je večina virov koncentracijo fluora v vodi 0,5 mg / l. Tako, ZDA (1964), 10.506 gospodinjske vodovodnega voda vsebuje 0,7 mg / l F-, 524 - od 0,7 do 0,99, pri 424 - od 1,44 do 1, 170 - 1 5 do 1,99, pri 171 - od 2 do 2,99 pri 112 - 3 mg / l ali več.
Tabela 1
Vsebnost fluora iona v vodah SZ

Viri vode: reke, jezera, zbiralniki (glej tabelo 1 ..). koncentracija F 1 mg / l so opazili pri zelo slanih vodah nekaterih rek in rezervoarjev v južni ZSSR. Nizka vsebnost F- v površinske vode je zelo praktičen pomen, saj je več kot 85% vode v mestih služil reka vodne pipe. Poudariti je treba tudi, da ko je vsebina pojasnilo vode koagulacijski P ~ zmanjša za 8-30% v njej. Koncentracija nižji stopnji zvišanja F včasih (na 0,1-0,3 mg / l) - v istem območju so sezonska nihanja. koncentracija F ~ v vodi z območja reke odporno vrsto let. Majhni količini površinske vode z F- koncentraciji od 1 do 3,5 mg / l je bila najdena v Tadžikistanom Azerbajdžanu Yakutii, Irkutsk in Chita regijah. Številne take rezervoarjev v Kazahstan kjer rek vode F ~ koncentracija doseže 1,5 mg / l, in jezerih -do 6-11 mg / l [71]. To je zaradi znatne udeležbe v svoji prehrani intersticijske vode, ki teče v paleozojskih granitoids bogato fluoriranih mineralov (največ do 1,7% F_), kot tudi izhlapevanja koncentracija vode v drenažnih jezerih to sušno območje [71]. V SZ, opisan nekaterih primerih onesnaževanje vode odpadne vode superfosfat fluorirane glinice in rastlin [37] - F ~ koncentracija v kontaminiranih območjih rezervoarjev povečana za 3-6 ali celo 21 mg / l.
Tabela. 1 je razvidno, da so podzemne vode, zlasti Arteški bogatejši F-, od površine, in med njimi več skupnih virov z optimalnim ali visoke koncentracije F-.
Neločljivo povezana z vsako vodonosnih vzorci v prostorski spremembo koncentracije F- trenutno omogoča dovolj natančno napovedati vsebine F ~ v novo oblikovanih Arteški vodnjakov [37]. V večini od njih, koncentracija F-stabilnih, sezonska nihanja povprečne koncentracije ne presega ± 0,05-0,1 mg / l.
podeželsko prebivalstvo pogosto uporabljajo vodnjakov in upravljanje podzemne vode, ki jih najdemo tudi visoke koncentracije sprememb F. Sezonske koncentracije fluora jih (z največ v pozno poleti in pozimi) dosegel ± 20-30% povprečne vrednosti. Zanimivo je, da se lahko v isti kraj verjetna razlike v vsebnosti vode F- kolodtsev- v vasi s težkim F- smo opazili koncentracijo od 0,4 do 3,6 mg / l (najbolj globoke vrtine) . Zato je v naseljih z lokalno vodovodno endemične fluoroze lahko neke vrste, alopecija v naravi in ​​značilna velika raznolikost glede na resnost zob.
Moramo domnevati, da je čas zrel, da bi vsak atlas držav Fj vsebine v vodonosnikih, ki se uporabljajo in potencialnih vodnih virov. To bo omogočilo: 1) namensko predvidene aktivnosti fluoro-kariesa preprečevanje bolezni zubov- 2) prepoznajo hydrogeochemical pokrajine z visokimi koncentracijami F ~ v vodi, ki zahteva dobrega počutja Arragement 3) uporabo F- vsebine podatkov v okviru preventivnega sanitarnega nadzora vodosnabzheniem- 4) za preučevanje učinka zdravljenja z različnimi koncentracijami F ~ na zdravje ljudi v različnih vremenskih in drugih pogojev.