Геохімія фтору питних вод України - Автореферат

В цьому плані особливу увагу привертає геохімія фтору та, особливо, геохімія фтору в природних водах, що визначає у цілому ряду випадків можливість використання природних вод для промислового та питного водопостачання. У звязку з цим, вивчення геохімії фтору в підземних (питних) водах, встановлення особливостей його міграції та концентрації - наукова проблема, вирішення якої може стати основою для розробки принципово нових геохімічних технологій по одержанню вод з кондиційним вмістом фтору та виявлення територій екологічного ризику за вмістом фтору у питних водах, визначенню головних геохімічних чинників, які впливають на розвиток ендемічних захворювань. Мета роботи - встановити закономірності розподілу фтору та його сполук у природних водах, напрацювати наукові засади для створення прогнозних карт еколого-геохімічного ризику територій за вмістом фтору у природних водах. Визначення вмісту фтору в природних водах здійснювалось електрохімічним потенціометричним, фотоколориметричним та хімічними методами. Наукова новизна одержаних результатів: 1) Вперше виявлено особливості розподілу фтору в питних водах Львівської, Одеської та Полтавської областей України, показано можливість розпізнавання природних та техногенних аномалій;Вміст фтору у природних розчинах визначали в лабораторії ІГМР НАН України електрохімічним потенціометричним методом, який широко застосовується при визначенні вмісту фтору у водах і водних витяжках. Для виявлення основних форм знаходження хімічних елементів у водах було застосовано програму PHREEQC, при розрахунках використані термодинамічні константи, взяті з бази даних Wateq4F, що поставляється разом з PHREEQC. Закономірності розподілу фтору в питних водах на території України обумовлені трьома основними чинниками: характером водоносного горизонту, хімічним складом води та водовміщуючих порід, приуроченістю джерел питних вод до зон тектонічних порушень, впливом техногенних чинників, серед яких переважає вплив гірничопромислових територій, дещо менше - аграрно-промислових агломерацій. Результати розрахунків та аналітичних досліджень дозволили встановити, що провідною формою міграції фтору для всіх типів вод є фторид-іон, що характерно для вод з високим вмістом іонних форм хлору та натрію. Фтор у підземні води надходить внаслідок вилуговування з гірських порід, до складу яких входять фторвміщуючі мінерали (флюорит, апатит, слюди, тощо), при просочуванні вадозних прісних вод через осадові породи, та за рахунок змішування вод з глибинними розчинами в зонах тектонічних порушень.В зонах тектонічних порушень виявлений гідродинамічний звязок водоносних горизонтів верхніх структурно-тектонічних зон з глибинними мінералізованими водами на ділянках тектонічних порушень, за рахунок чого вміст фтору в водах збільшується до 3-5 мг/л, а іноді до 12 мг/л; Потрапляючи на значні глибини, фторвміщуючі горні породи в результаті епігенетичних перетворень (розчинення, гідратація, метасамотоз і ін.) втрачають значну кількість фтору, яка поступає в контактуючі з ними води. Вплив геолого-структурних факторів і речовинного складу водовміщуючих порід, показано на прикладі Полтавської області. Основний водоносний горизонт (бучакський ярус) представлений пісками із значним вмістом фосфоритових прошарків і включень, що обумовлює надходження фтору у води до 8-9 мг/л.

. Основний зміст роботи

Основні висновки, що витікають з викладеного матеріалу, зводяться до наступного…

1. Основними чинниками формування фтороносних вод на території України є: - розвантаження глибинних мінералізованих підземних вод у зонах тектонічної активізації та тектонічних порушень. В зонах тектонічних порушень виявлений гідродинамічний звязок водоносних горизонтів верхніх структурно-тектонічних зон з глибинними мінералізованими водами на ділянках тектонічних порушень, за рахунок чого вміст фтору в водах збільшується до 3-5 мг/л, а іноді до 12 мг/л;

- порушення фізико-хімічної рівноваги природної системи: фторвміщуючи породи, мінерали - природні розчини. Джерелом фтору в підземних водах в цьому випадку є гірські породи та мінерали. Потрапляючи на значні глибини, фторвміщуючі горні породи в результаті епігенетичних перетворень (розчинення, гідратація, метасамотоз і ін.) втрачають значну кількість фтору, яка поступає в контактуючі з ними води. Вплив геолого-структурних факторів і речовинного складу водовміщуючих порід, показано на прикладі Полтавської області. Основний водоносний горизонт (бучакський ярус) представлений пісками із значним вмістом фосфоритових прошарків і включень, що обумовлює надходження фтору у води до 8-9 мг/л. Найбільш високі концентрації фтору встановлені на локальних ділянках, в зонах тектонічних порушень;

- вплив техногеного навантаження на обєкти довкілля найбільш яскраво показано на прикладі Львівської області (Червоноградського гірничопромислового району). На фоні мінімального вмісту фтору у підземнх водах області (0-0,3 мг/л) ці води;

- гірничопромислового Червоноградського району забруднені сполуками фтору, в яких вміст фтору сягає 5 мг/л.

2. Розподіл фтору в підземних водах території України в цілому відповідає гіпотезі о вертикальній і горизонтальній гідрохімічній зональності. Так, поблизу денної поверхні вміст фтору у воді - 0,1-0,6 мг/л та збільшується з глибиною до 9 мг/л;

3. Основні форми міграції фтору в природних водах визначені хімічним складом вод, фізіко-хімічними умовами системи порода - розчин та літологічним складом водовміщуючих порід. За програмою PHREEQC були зроблені розрахунки основних форм хімічних елементів у водах. Термодинамічні розрахунки й аналітичні визначення дозволили встановити, що провідною формою міграції фтору для всіх типів вод є фторид-іон, що характерно для вод з високим вмістом іоних форм хлору та натрію. Для вод з підвищеним вмістом гідрокарбонату, сульфату та кальцію зафіксовано зменшенням вмісту фторид-іону та збільшення вмісту фторидів магнію і кальцію;

4. На характер і ступінь ендемічного захворювання впливають біогеохімічно активні форми фтору, чільне місце серед яких посідає фторид-іон, а також присутність інших елементів, що визначають синергетичну активність фтору в питній воді. Взагалі, можно зробити висновок, що причиною захворювання населення є споживання води з некондиційним вмістом фтору, високим вмістом стронцію, натрію та низьким вмістом кальцію.

Размещено на .ru