Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

"Киево-Могилянская академия»

Курсовая работа на тему:

Источники фтора и влияние фтора на человеческий организм

Выполнила студентка ФПН-2

Лищук Елена

Руководитель: Фиалко О.Й.

Киев 1999

Содержание

I Источники фтора. 2

1. Круговорот фтора в природе. 2

2. Фтор в породах земной коры и почвах. 5

3. Фтор в воде. 7 Содержание фтора в атмосферных водах; 9 Содержание фтора в поверхностных водах; 10 Содержание фтора в подземных водах. 12

ИИ Влияние фтора на человеческий организм. 15

1. Фтор в организме человека и йог роль. 15 Фтор в организме человека; 17 Физиологическая роль фтора; 17

2. Фтор как фактор заболевания людей. 19 Острые отравления фтором; 19 Хронические отравления фтором 20

III Итог. 23

РАСПРОСТРАНЕНИЯ ФТОРА в природе

На земной поверхности фтор является очень распространенным элементом. По распространенности его стоит поставить на 13 место среди других элементов. Земная кора содержит в среднем около 0.078% фтора; его общее содержание в литосфере, океанах и атмосфере достигает около 0.03%. В свободном состоянии фтора в природе почти нет. В чрезвычайно небольших количествах фтор в свободном состоянии был обнаружен лишь в определенных разновидностях плавикового шпата. Благодаря своей большой реакционной способности фтор существует в природе почти исключительно в форме соединений с другими элементами.

Круговорот фтора в природе

Накопленные наукой данные позволяют составить представление о движении и круговорот фтора в биосфере. Фтор концентрируется главным образом на последних этапах магматического процесса, вследствие чего вулканические образования обогащенные фтором, который входит в состав минералов, растворов и газовых струй.

Типичной соединением фтора в изверженных породах является фторапатит, что образуется при кристаллизации магматического расплава. Фторапатиты является главным источником фтора в биосфере. Кроме того, некоторое количество фтора поступает в биосферы с термальными водами, Вулканочными газами и, возможно, с космической пылью.

В термальных минеральных водах, как правило, содержится много фтора. Например, Екатерининское источник в Боржоми (температура его воды 28 градусов) содержит 3.5 мг / л, Смирновская источник 1.9 мг / л, источник в Виши (20 градусов) 5.4 мг / л, Карлсбадские источник (71 градус) 2.2 мг / л (Н. В. Тагеева).

Вулканические газы очень богаты фтористый водород. Последний был найден в газах Везувия, вулканов Гавайских островов, где он составлял 2.5% об объема всего газа. Готье (Gautier) обнаружил 0.11 мг / л фтора в воздухе во время извержения Везувия. Интересно, что именно в районах современного вулканизма (Везувий) было впервые обнаружено флюороз зубов у детей. Из старых описаний заболеваний животных Исландии и изучение их костей можно сделать вывод, что причиной этих болезней был фтор, выделившегося после извержения вулкана Геклог.

Выветривание изверженных горных пород приводит к разрушению раньше устойчивых минералов, содержащих фтор, и к образованию новых; при этом наибольшие изменения эт связанные с активной деятельностью организмов.

Фтор изверженных пород в процессе выветривания растворяется в воде, с которой выносится в моря и океаны. Здесь он в огромных количествах откладывается вместе с фосфором и кальцием в скелетах морских животных и с отмершими массами их погружается на дно, где образуются устойчивые апатитовые комплексы фосфоритов. Возможен и другой путь образования этих соединений через процессы осаждения физико-химического характера. В глубоких частях морских бассейнов благодаря высокой концентрации углекислоты в воде содержится много фосфорного ангидрида. При перемещении водных масс к берегам континентов уменьшается парциальное давление углекислоты и фторфосфаты выпадают из пересыщенных растворов (Казанов А. Б., 1937).

В результате геологических процессов, например поднятия дна, целые участки моря снова становятся суше, дальше запасы фтористых соединений снова растворяются и выносятся подземными водами в моря и океани.

Таков большой цикл круговорота фтора в природе, который осуществлялся в течение геологических эпох и не раз повторялся за время существования Земли.

Однако, кроме большого цикла круговорота фтора, существуют и малые, не требующие веков. На огромных пространствах поверхности суши и океана фтор под влиянием многочисленных факторов поступает в атмосферу.

Воздушными массами, движущихся фтор переносится на большие расстояния и осадками снова выпадает на поверхность земли. Растения, вбирая с грунтовыми водами фтор, вместе с другими солями ассимилируют его. Животные получают фтор как с воды, так и с пищей; частично они выделяют его, а частично откладывают, главным образом в скелете.

После смерти животных и растений фтор вновь попадает в почву и с подземными водами перемещается вглубь земли. Здесь он частично откладывается в результате обменных реакций. Фтор захватывают главным образом фосфаты, в которых он замещает гидроксильную группу, образуя фторапатиты. Многие фтора с подземными водами выносится в реки, моря и океаны.

Производственная деятельность человека все больше влияет на круговорот фтора. Люди используют в качестве сырья фтор, содержащийся в коренных осадочных породах; тем самым они как бы помогают естественным силам выветривания, привлекая в круговорот колоссальные запасы фтора. При использовании удобрений (фосфаты, суперфосфата) на земной поверхности в течение года рассеиваются сотни тысяч тонн фтора в легкорастворимые виде.

Значительные количества фтора с различных производств попадают в атмосферу с дымом и пылью или в водоемы со сточными водами. Так при переработке апатитов в суперфосфатный удобрения до 50% фтора, содержащегося в них, выделяется с газами; таким образом в открытую атмосферу за год выбрасывают десятки тысяч тонн фтора.

Газообразный фтористый водород часто содержится в воздухе промышленных предприятий и окружающей их атмосфере при производстве фтористых солей, инсектофунгицидив, фторорганических соединений и фосфора, при получении авиационного топлива, при водоворотна фтора отложилась в виде CaF2, вне н связью с фосфатом кальция.

Месторождения фосфоритов имеют большое значение в н связи с возможностью обогащения подземных вод фтором.

Что касается почвы, то есть два основных источника фтора в нем: 1) с выветривания пород и 2) внесение из атмосферы с метеорными водами и промышленными выбросами.

Грунты рядом с месторождениями богатых фтор минералов, выходящие на поверхность, могут накапливать фтор за счет малорастворимых продуктов выветривания.

При анализе в почве проявляют плавиковый шпат, апатит, биотит, турмалин и другие минералы, содержащие фтор. Однако и растворенные соединения фтора с осадков могут задерживаться в почве, особенно в его гумусовом слое. Здесь в тонкой фракции, в коллоидах, содержание фтора повышается за счет сорбции на поверхности частиц. Считают, что в этом случае часть фтора находится в состоянии, предполагает явление обменной сорбции, а часть в более фиксированном состоянии.

Песчаные почвы содержат значительно меньшее количество фтора, чем глинистые. Установлено, что с повышением щелочности почвы возрастает его способность удерживать фтор. В более глубоких слоях почвы содержание фтора растет.

При значительном промывке почвы фтористые соединения, несмотря на плохую растворимость, могут выноситься. А. П. Виноградов считает, что процесс извлечения фтора из почвы превалирует над процессом привнесение его в почву из атмосферы.

Считается, что содержание фтора в почвах в большинстве случаев находится в пределах 10-2 10-1%. Исследовав пробы почвы, где не применялись суперфосфатный удобрения, с 24 мест Украины, специалисты обнаружили в них от 3.6 10-3 до 3.2 10-2% фтора. В других странах, которые находятся в разных частях земного шара, содержание фтора тоже близок к указанным цифрам. Но если средний процент содержания фтора в почве в разных странах примерно такой же, то амплитуда колебаний содержания фтора в почвах отдельных местностей достаточно велика. В н связи с этим отмечают и значительные колебания содержания фтора в рослюна.

Как уже отмечалось, повышенное содержание фтора в почвах обычно оказывается в местностях, расположенных вблизи выхода на поверхность пород, богатых фтор. Так, например, в почве вокруг рудника, где добывали плавиковый шпат, содержалось 5 10-2% фтора, а круг месторождения фосфоритов в Индии до 3.2 10-1%.

В этих местностях можно ожидать возникновения эндемических очагов флюороза среди людей и животных вследствие увеличения содержания фтора в продуктах растительного происхождения, загрязнение последних фторсодержащих пылью и повышение концентрации фтора в поверхностных и грунтовых водах.

В глинистых почвах также находили большое количество фтора. Так Рохольм (Rocholm) указывает на то, что в глине, которую используют на одном кирпичном заводе, содержалось 1.6 10-1% фтора; вокруг этого завода наблюдали гибель растительности от воздействия выбросов, содержащих фтор, а также заболевания скота.

Таким образом, фторсодержащие выбросы предприятий могут значительно повысить количество фтора в почвах окружающих территорий.

Содержание фтора в почве может расти и при использовании суперфосфатных удобрений, причем степень обогащения зависит от характера почвы.

Специалисты находили в удобренной суперфосфатом почве от 1.4 10-2 до 5.7 10-2% фтора. В последнем случае выращенный на этом участке свекла содержал значительно большую, чем обычно, количество фтора.

суперфосфатный удобрения вводятся в почву в количестве нескольких сотен килограмм на гектар. Учитывая широкое применение этого удобрения, можно предположить, что с ним в течение года на земном шаре вносится несколько сот тысяч тонн фтора. Это количество может иметь существенное значение в общем балансе круговорота фтора в биосфере.

Фтор в воде

Широко распространенные растворимые фторсодержащие соединения в породах и почвах обуславливает наличие фтора в природных водах, используемых для водоснабжения населения.

Концентрация фтора в природных водах колеблется в широких пределах (от 0.01 до 27 мг / л)и эт связана с растворимостью его соединений. (Для дополнительной информации смотрите таблицу 1 ниже).

маленькие концентрации фтора содержат метеорные и поверхностные воды, крупнейшие подземные воды, которые сталкиваются с богатыми фтор породами; минеральные источники, особенно термальные, которые д связанные с вулканизмом; поверхностные водоемы, которые загрязнены стоками определенных производств.

Таблица 1. Растворимость соединений фтора

№ | Название соединения | формула | Растворимость, мг / л

1 | Фтористый Ca | CaF2 | 40

2 | Фтористый Mg | MgF2 | 130

3 | Фтористый Pb | PbF2 | 660

4 | Фтористый Sr | SrF2 | 390

5 | Фтористый Cu | CuF2 | 750 18%

6 | Фтористый Fe | FeF3 | 910

7 | Фтористый Al | AlF3 | 5590

8 | Фтористый Zn | ZnF2 H2O | 15160

9 | Фтористый Na | NaF | 40540-42100

10 | Фторсиликат Ba | BaSiF6 | 270-340

11 | Фторсиликат K | K2SiF6 | 1200-1750

12 | Фторсиликат Na | Na2SiF6 | 6520-7500

13 | Фторсиликат Cu | CuSiF6 6 H2O | 203200 25%

14 | Фторалюминий Na синтетический (криолит) | Na3 [AlF6] | 610-630

15 | Фторалюминий Na природный | Na3 [AlF6] | 390

16 | фосфориты | 400-1000

17 | Фторфосфат | 200-500

Высокие концентрации фтора обнаружено в питьевых водах многих стран. Многие источники водоснабжения, преимущественно артезианских скважин с большим содержанием фтора есть в США, где несколько миллионов человек употребляют воду, содержащую от 1.0 до 2.0 мг / л фтора, не менее миллиона воду, содержащую от 2.1 до 5.0 мг / л, и несколько десятков тысяч воду, концентрация фтора в которой превышает 5.1 мг / л.

Из европейских стран самые высокие концентрации фтора в питьевой воде обнаружено в Испании, где в окрестностях Толедо есть источники водоснабжения, содержащие 21.65 мг / л фтора. В Англии наибольшее содержание фтора, 4.5 и 5.5 мг / л, найдено в подземных водах графств Мальдон и Эссекс. В других местностях Англии и в Ирландии концентрация фтора в питьевой воде не превышает 2 мг / л.В Италии описано воды с 7.0 мг / л фтора, в Швейцарии максимальная концентрация фтора составляет 1.49 мг / л.

Есть много свидетельств о высоком содержании фтора в водах европейских минеральных источников. Так, например, во Франции в источнике обнаружено концентрацию фтора до 18 мг / л, в источниках Португалии 12.1 мг / л, в Болгарии до 12 мг / л, в Швейцарии к 7.46 мг / л.

Высокие концентрации фтора (до 11.78 мг / л) найдено в водах многих колодцев в Восточной Африке; в Северной Америке в "фосфатных зонах" концентрация фтора достигает 7.0-8.0 мг / л. Концентрации фтора, превышающих 10 мг / л обнаружено в Кении. Источниками фтора здесь есть продукты выветривания вулканических пород. Большое количество вод с высокой концентрацией фтора является в Китае.

Приведенная ниже таблица 2 характеризует содержание фтора в водах различного происхождения, она свидетельствует о том, что проблема водных эндемий флюороза весьма актуальна и для Украины.

Таблица 2. Содержание фтора в различных водах Украины

Наименование воды | Число анализов | Число источников (%) по концентрации фтора (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-больше

Атмосферная | 20 | 95 | 5 | _ | _ | _ | _ | _ | _ | _

Поверхностная | 192 | 54.8 | 39 | 6.2 | _ | _ | _ | _ | _ | _

Колодезная | 1625 | 28.9 | 37.9 | 19.1 | 7.8 | 2.4 | 2.9 | 0.8 | 0.12 | 0.06

Артезианская | 556 | 16.3 | 43.2 | 22.1 | 6.4 | 3.8 | 5.9 | 0.9 | 1.8 | _

Минеральная | 72 | 37.5 | 13.9 | 19.1 | 6.8 | 8.0 | 8.0 | 6.7 | _ | _

Морская | 10 | _ | _ | 100 | _ | _ | _ | _ | _ | _

Содержание фтора в атмосферных водах

Необходимым звеном в изучении круговорота элемента является знание его содержания в атмосферных водах (осадках). В. И. Вернадский придавал большое значение изучению состава метеорных вод. В настоящее время накоплено еще мало данных о содержании фтора в осадках. По данным специалистов атмосферные осадки содержат фтор, концентрация которого в основном составляет n 10-6%, и редко n 10-5%.

Метеорные воды, собранные вдали от крупных населенных пунктов, содержали меньше фтора. В осадках, собранных в больших городах, концентрация фтора была значительно выше, вероятно в результате загрязнения атмосферного воздуха дымом или фторсодержащими выбросами промышленных предприятий.

На основе анализов вычислили, что среднее содержание фтора в осадках, выпадающих на территории Украины, составляет 0.0524 мг / л.

Таблица 3. Гидрохимический сток фтора главными реками Украины

Название реки | Среднегодовой о объем стока (км3) | Количество фтора (мг / л) | Среднегодовой гидрохимический сток фтора (т)

Днепр | 51.0 | 0.184 | 9.350

Днестр | 10.0 | 0.180 | 1.800

Южный Буг | 2.7 | 0.230 | 521

Содержание фтора в поверхностных водах

Проведенные исследования говорят о том, что в подавляющем большинстве случаев в воде рек и других открытых водоемах содержится до 0.3 мг / л фтора.

В Украине самые концентрации фтора, до 0.1 мг / л, в слабо минерализованной воде горных рек и ручьев Закарпатья. По мере продвижения на восток и юг концентрация фтора возрастает, достигая 0.6 (река Молочная) 0.84 (река Кальмиус) мг / л, что в целом совпадает с увеличением минерализации воды.

Только

Загрузка...

Страницы: 1 2 3