Основою для виконання цієї роботи послужили дані по захворюваності на території Бессоновскій району. Серед усього спектру захворювань інтерес викликала одна група мікроелементози. Цей вид захворювань зустрічається на розглянутій території досить рідко. У роботі дається характеристика геохимической провінції, в яку входить Пензенська область. Розглядаються чинники, що призводять до появи аномалії фтору. Даються рекомендації щодо запобігання або зниження негативного впливу, викликаного підвищеним вмістом фтору.

Анотація наукової статті з наук про Землю і суміжних екологічних наук, автор наукової роботи - Назарова Н. С.


Analysis of geochemical situation on the Bessonovsky district Penza region

The characterization of Penza region geochemical province is given. Factors, affecting the appearance of fluorine anomaly is discussed.


Область наук:
  • Науки про Землю та суміжні екологічні науки
  • Рік видавництва: 2008
    Журнал: Известия Пензенського державного педагогічного університету ім. В.Г. Бєлінського

    Наукова стаття на тему 'Аналіз геохімічної обстановки на території Бессоновскій району Пензенської області'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз геохімічної обстановки на території Бессоновскій району Пензенської області»

    ?ВІСТІ

    Пензенська ДЕРЖАВНОГО ПЕДАГОГІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ імені В. Г. БЕЛИНСКОГО ПРИРОДНИЧІ НАУКИ № 10 (14) 2008

    IZVESTIA

    PENZENSKOGO GOSUDARSTVENNOGO PEDAGOGICHESKOGO UNIVERSITETA imeni V. G. BELINSKOGO NATURAL SCIENCES № 10 (14) 2008

    УДК 550.4+ (477.75)

    АНАЛІЗ геохімічні ОБСТАНОВКИ НА ТЕРИТОРІЇ Бессоновскій РАЙОНУ Пензенської області

    © н. С. НАЗАРОВА

    Пензенський державний педагогічний університет імені В. Г. Бєлінського

    кафедра фізичної географії e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Назарова Н. С. - Аналіз геохімічної обстановки на території Бессоновскій району Пензенської області. - Известия ПДПУ ім. В. Г. Бєлінського. 2008. № 10 (14). - С. 122-126. - Основою для виконання цієї роботи послужили дані по захворюваності на території Бессоновскій району. Серед усього спектру захворювань інтерес викликала одна група - мікроелементози. Цей вид захворювань зустрічається на розглянутій території досить рідко. У роботі дається характеристика геохимической провінції, в яку входить Пензенська область. Розглядаються чинники, що призводять до появи аномалії фтору. Даються рекомендації щодо запобігання або зниження негативного впливу, викликаного підвищеним вмістом фтору. Ключові слова: геохимическая провінція, фтор, мікроелементози.

    Nazarova N. S. - Analysis of geochemical situation on the Bessonovsky district Penza region. - Izv. Penz. gos. pedagog. univ. im.i V. G. Belinskogo. 2008. № 10 (14). P. 122-126. - The characterization of Penza region geochemical province is given. Factors, affecting the appearance of fluorine anomaly is discussed. Keywords: geochemical province, fluorine, microelementosis.

    Екологічна складова, яка визначає здоров'я людини, за даними ВООЗ становить близько 20%. Але є ціла група захворювань, етимологія яких визначається особливостями окремих компонентів навколишнього середовища. Особливе місце серед цих захворювань займають мікроелементози. Серед патологій цієї групи є і «важкі» і «легкі» захворювання. До останніх відносять захворювання, пов'язані зі зміною змісту фтору. Це - карієс, флюороз зубів і кісток.

    геохімічна характеристика

    ФТОРУ І фторидів Територія Пензенської області входить в геохімічну провінцію з недостатнім вмістом таких мікроелементів як йод, селен, фтор і інші. Хоча всі вони відносяться до групи розсіяних хімічних елементів, але кларки їх різняться досить істотно (табл. 1).

    Реальний зміст хімічних елементів залежить від цілого ряду чинників: складу материнських порід, геоморфологічних особливостей території, ступеня зволоження, близькості до узбережжя, характеру рослинності і типу грунтів, пористості порід, рн, температури, комплексоутворюючою дії інших елементів і т. Д.

    Таблиця 1

    Кларки деяких хімічних елементів гранітного шару кори континентів

    Хімічний елемент Атомний номер Середній вміст, 110-4%

    F 9 700

    J 53 0.5

    Se 34 0.14

    Найважливіші сполуки фтору - флюорит Са F2, кріоліт і топаз. Всього відомо 86 фторовмісних мінералів. Сполуки фтору знаходяться також в апатитах Са ^ 2 (РО) 6. Крім присутності в якості акцессорного мінералу в більшості магматичних порід фторапатит в невеликих кількостях зустрічається в метаморфічних породах і пісках. Осадові фосфорити складені переважно карбонат -фторапатітом (франколітом СА1 ^ 2 (РО4СО3) 6). Фтор є присутнім у вулканічних газах і термальних водах. іншими природними джерелами фторидів в повітрі є грунтова пил і краплі морської води, що виносяться в атмосферу вітрами.

    Порівнянні мікроелементи все є незамінними для живих організмів, хоча мають раз-

    ний коефіцієнт біологічного поглинання (Кб). Цей показник порівнює концентрацію елемента в мінеральної масі земної кори з його концентрацією в мінеральної частини рослин (табл. 2).

    Таблиця 2

    Інтенсивність біологічного поглинання розсіяних елементів рослинністю суші

    Хімічний елемент Коефіцієнт біологічного поглинання

    Р 0.10

    : 12.00

    Se 7.14

    При порівнянні даних таблиць 1 і 2 можна помітити відмінності між порівнюваними мікроелементами. Йод і селен мають КБ> 1, тобто активно акумулюються рослинами. Фтор ж, навпаки, відрізняється низькою інтенсивністю поглинання. Це пояснюється різним участю елементів в фізіологічних процесах рослин. Так, наприклад, фтор є токсикантом і тому поглинається дуже обмежено.

    Фтор є важливим біологічним елементом, який виконує фізіологічну роль в організмі тварин. Фтор входить до складу всіх органів людини, але в основному він міститься в кістках і зубах. Мінеральну основу зубних тканин - дентину, складають гідроксилапатит Са5 (РО) (ОН), хлорапатіт Са} (Р04) 3С1 і фторапатит Са5 (РО), ^. Фторид - іон легко заміщає гідроксил - іон в гідроксилапатиті, утворюючи захисний емалевий шар більш твердого фто-рапатіта:

    Са5 (Р04) 30Н + В = СА (РО) В + він-

    Головним шляхом геохимической міграції є водний. Різна інтенсивність водної міграції деяких мікроелементів показана в таблиці 3.

    Таблиця 3 Вміст розчинних форм хімічних елементів в річкових водах і інтенсивність їх залучення в водну міграцію

    хімічний елемент і іон Середня концентрація коефіцієнт водної міграції

    в воді, мкг / л в сумі солей,%

    Р 40 333-10-4 0.46

    : 3 25.0-10-4 50

    За даними цієї таблиці видно, що середня концентрація порівнюваних елементів відповідає їх Кларк. Коефіцієнт водної міграції (К) показує відношення концентрації елемента в сухому

    залишку води до його Кларку, тобто інтенсивність залучення в водну міграцію. За цією ознакою мікроелементи різні. Фтор дає менш розчинні сполуки і, тому, менш рухливий.

    Міграційна здатність в водах в значній мірі залежить від вмісту кальцію, утворює з фтором малорозчинні сполуки. Підвищені значення рН сприяють збільшенню його рухливості. Зворотна залежність спостерігається і між загальною мінералізацією і вмістом фтору. кількість фтору в підземних водах коливається від сотих і десятих часток до 100 мг / л і більше, відомі води, що містять кілька г / л [4].

    крім природних факторів, на вміст фтору та його сполук впливає господарська діяльність людини. Так, середній вміст фторидів в гірських породах становить від 0,1 до 1,0 г / кг, в мінеральних грунтах через розсіювання - 0,2-0,3 г / кг, а в органічних грунтах воно зазвичай ще нижче. але вміст фторидів в верхніх шарах грунту може зростати за рахунок внесення в неї фторсодержащих фосфатних добрив, пестицидів, зрошувальних вод або за рахунок надходження газоподібних частинок. Розраховано, що з фосфатними добривами в грунт зазвичай вносять від 0,005 до 0,028 мг F / кг в рік. Грунти мають здатність фіксувати фториди, тому що зниження їх вмісту за рахунок вилуговування і видалення сільськогосподарськими культурами відбувається дуже повільно.

    Алюмінієва промисловість відповідальна приблизно за 10% викидів фторидів антропогенного походження. до інших промисловим джерел відносяться сталеплавильні заводи, підприємства по виробництву суперфосфату, кераміки, цегли, скла, електростанції, що працюють на кам'яному вугіллі, нафтоочищувальні підприємства.

    В процесі водної та повітряної міграції фториди виявляються в продуктах харчування. Великі концентрації відзначаються для листової зелені (салату, петрушки) до 1-7 мг / кг, тоді як для інших овочів рідко перевищує 0,2 0,3 мг / кг. Якщо у воді, що використовується для приготування їжі, підвищений вміст фторидів, то і в готових продуктах воно підвищується. Чайне листя зазвичай дуже багаті фторидами, в них відзначені концентрації від 3,2 до 400 мг / кг сухої маси. Приблизно 40 90% елюіруются з листя чаю при заварюванні [5].

    ГЕОГРАФІЯ РОЗПОДІЛУ ФТОРУ

    виходячи з хімічних особливостей сполук фтору, зрозуміла загальна картина розподілу цього елемента по поверхні. Багаті фтором води районів сучасного та стародавнього вулканізму, а також районів, де широко поширені фосфати.

    На більшій частині території Росії цей елемент міститься в недостатній кількості. Особливо бідні їм води Півночі країни, а також Сибіру і далекого Сходу. Весь цей великий район відносять до гігантської біохімічної зоні гіпофтороза.

    Інший склад порід, ступінь зволоження викликають підвищення концентрації фтору в Московській синеклизе, на Уралі, Апшеронському півострові.

    Зміст може відрізнятися навіть в межах одного адміністративного утворення. Дані підтверджують зв'язок між вмістом фтору і складом, структурою порід. Осадові породи відрізняються зниженим вмістом цього елементу. Наприклад, на території Ленінградської області, зайнятої девонской системою і льодовиковими четвертинними відкладеннями, вміст фтору до 0,5 мг / л виявлено у 94,4% відкритих водойм і 93,4% підземних джерел. Середня концентрація фтору у воді відкритих водойм дорівнює 0,25, підземних джерел - 0,24 мг / л. Відповідно низькому вмісту фтору була встановлена ​​поширеність карієсу. В середньому по області - 91,9%.

    поряд з цим, в окремих районах вміст фтору підвищений - від 1,2 до 3,5 мг / л. Вони приурочені до протерозойської групі на північно - заході області. Вміст фтору тут до 1,2 - 3,5 мг / л.

    Картина стає ще мозаїчні, якщо врахувати антропогенне навантаження на поверхню. В ареалах виробництва алюмінію і подвійного суперфосфату концентрація фтору змінювалася від 1,5 до 7 мг / л. У цій зоні на тлі появи флюорозу зубів у 12% обстежених спостерігаються зрушення процесів формування кісток кисті, лучезапястного і ліктьового суглобів [2].

    Отже, з огляду на всередині континентальне положення території Пензенської області, асейсміч-ність, нормальне зволоження на більшій її частині, осадові породи, що складають її поверхню і відсутність промислових підприємств, які є антропогенним джерелом викидів фтору в атмосферу зрозуміло, що територія Пензенської області знаходиться в геохимической зоні гіпофтороза . Мінімальна концентрація фтору в питній воді становить 0,2 мг / л. ГДК фтору для питної води від 0,6 до 1,5 мг / л. На підставі клінічних спостережень встановлено, що оптимальним вмістом фтору в питній воді є 1 мг / л, при такій концентрації рідко спостерігається флюороз (або проявляється у вигляді легкої форми) і має місце виражений про-тівокаріозний ефект [5].

    СУЧАСНИЙ СТАН ЗАХВОРЮВАНЬ, ВИНИКАЮЧИХ ПРИ ГІПЕРФТОРОЗЕ

    При надмірному надходженні фтору в організм людини виникає, як уже зазначалося вище, флюороз. Точний механізм виникнення захворювання ще до кінця не вивчений. Найбільш обгрунтованими вважають уявлення про токсичну дію фтору на енамелобласти (клітини - будівельники емалі) в період розвитку зубів, що приводить до неправильного формування емалі. За даними більшості авторів, поширеність флюорозу зубів серед населення ендемічних вогнищ наростає відповідно до збільшення концентрації фтору у воді (табл. 4).

    Флюорозом уражаються в основному постійні зуби дітей (молочні рідко), що живуть з народження в осередку ендемічного флюорозу або оселилися там

    Таблиця 4 Поширеність флюорозу на тлі різного геохімічного фону по фтору

    Вміст фтору у воді, мг / л Поразка флюорозом,%

    0.8-1.0 10-12

    1.0-1.5 20-30

    1.5-2.5 30-40

    понад 2.5 більше 50

    у віці до 3-4 років. Вживання ж протягом тривалого часу води з підвищеним вмістом фтору дорослими не викликає зміни кольору емалі сформованих зубів. Флюороз, в першу чергу, проявляється на різцях верхньої щелепи і малих корінних зубах, рідше на різцях нижньої щелепи і великих корінних зубах. Емаль зубів в уражених ділянках втрачає блиск і прозорість, стає тьмяною і набуває як би неживої білястий тон, що пояснюється особливостями світлопереломлювання емалі, структура якої порушена внаслідок хронічної фтористої інтоксикації.

    При розвитку захворювання флюорозние плями збільшуються, з'являється пігментація емалі темно-жовтого або коричневого кольору, настають незворотні її зміни. У важких випадках відзначаються генералізований остеосклероз або дифузний ос-теопороза кісткового апарату, кісткові відкладення на ребрах, трубчастих кістках, кістках тазу, осифікація зв'язок і окостеніння суглобів. Надлишкові кількості фтору знижують обмін фосфору і кальцію в кістковій тканині, порушують вуглеводний, фосфорно-кальцієвий, білковий і інші обмінні процеси, пригнічують тканинне дихання та ін. Фтор є нейротропним отрутою. Функціональні зміни в ЦНС проявляються в розвитку гальмівних процесів, зниженні рухливості нервових процесів та ін.

    Доросла людина отримує в середньому з харчовими продуктами 0,5-1,1 мг фтору на добу і 2,2-2,5 мг з водою. Майже у всіх харчових продуктах міститься більша або менша кількість фтору. Особливо багато його в таких продуктах, як морська риба (осетрина, сардини, далекосхідна навага, оселедець, кілька), в м'ясних продуктах (баранина, печінка, яловичий і свинячий жир, кістковий мозок), а також в жовтку курячих яєць і деяких рослинах ( жито, пшениця, капуста, буряк, чай та ін.). Концентрація фтору у фруктах порівняно мала. Характерно, що фтор харчових продуктів засвоюється гірше, ніж фториди, розчинні у воді [5].

    АНАЛІЗ геохімічні ОБСТАНОВКИ НА ТЕРИТОРІЇ Бессоновскій РАЙОНУ Пензенської області В ході загальної диспансеризації учнів, що проходила в 2004 році, в чотирьох населених пунктах району відзначено захворювання флюорозом: Грабово - більше 80%

    Полеологово - 50% Блохін - 44% Чертково - 36%

    ЦГСЕН в Бессоновскій районі відібрано і досліджено 56 проб питної води на вміст фторидів. Досліджувалися тільки джерела централізованого водопостачання [3].

    З 100 водозабірних споруд артезіанських свердловин - 96. Відсоток охоплення населення централізованими джерелами водопостачання становить 47%. Інша частина населення користується водою колодязів, джерел і приватних свердловин. Вміст фторидів перевищувала ГДК на момент дослідження лише в Грабово та Чертково. Показники варіювали від 1,97 до 2,14 мг / л. Причому, аналіз показників з 2001 року показує коливання показників навколо ГДК. Стабільне збільшення вмісту фтору відзначається лише у воді артсвердловини ВАТ «ГрАЗ» на вул. Цегляної в с. Грабово з 1,55 до 2,05 мг / л. Але дані стоматологів дозволяють віднести до ареалу ги-перфтороза і Бессоновка, і Вазеркі, і Полеологово, і Соснівки (рис. 1).

    СОД? РХАНІВ <>ГГ01>НА О& : / 2ЛВГСК »АЖМНИ - Т> 5>7мг / А 3 ЛЛТеКЛАХНЯА - Л ?>?~ №- / Л 4Аегекьь-ХННА - мг / л

    I Л-гтвймл I ----- 1 Аплпвл ялина

    Мал. 1. Вміст фторидів в питній воді артскважин Бессоновскій району

    які ж фактори привели до такої зміни геохимической картини? Бессоновский район розташований в центральній частині Пензенської області. Протяжність з півночі на південь 49 км, із заходу на схід -50 км, площа - 1240,4 км2.

    Розглянемо геолого-гідрологічну характеристику території району. Підземні води, що використовуються у водопостачанні, приурочені до різних стратиграфическим сістемам- четвертичной і млявий.

    Четвертинні відкладення є практично повсюдно на поверхні. Потужність їх максимальна в заплавах річок і досягає майже 15 м. Підземні води є безнапірними і утворюють єдиний у-

    доносний горизонт. Водовмещающими породами є зеленувато-блакитні і темно-сірі глини і суглинки з прошарками піску, з домішкою рослинних залишків, ділянками заторфованние. За хімічним складом води гідрокарбонатно-сульфатні.

    В межах I і II надзаплавних терас водовме-щающую горизонти мають потужність 9-17 м. Вони складені зеленувато сірими опесчаненная глинами, кварцовими дрібнозернистими пісками з прошарками гравію. Хімічний склад вод колишній, мінералізація змінюється від 0,5 до 1,9 г / л.

    При автономному водопостачанні населення користується питною водою саме цих горизонтів, а при централізованому - з глибших шарів.

    Водоносний пласт верхньої крейди розкривається на глибині 32-92 м. Води напірні, сульфатно-гідрокарбонатні-кальцієві, мають підвищену мінералізацію - до 1,8 г / л. Нижнім водоупором служать глини верхнього альба, а верхнім - пісковики нижнього Сантона.

    Кращі за якістю прісні підземні води знаходяться в піщано-глинистих відкладах альбского горизонту нижньої крейди. Води гідрокарбонатно-каль-ціевие з мінералізацією від 0,3 до 0,8 г / л [1].

    Отже, як видно з цього огляду, водовмещающіе породи Бессоновскій району типові для західної частини Пензенської області, не відрізняються присутністю фосфатів і не можуть визначати аномалію фтору на розглянутій території.

    Клімат району - помірно-континентальний. Середньорічна кількість опадів - 496 мм. Середньорічна температура - 3,9 ° С. Зволоження достатнє. В таких умовах можлива і горизонтальна, і вертикальна водна міграція.

    За рельєфом територія району відноситься до Сурсько-Мокшінской височини. Амплітуда висот близько 130 м. Яружно-балочна мережа розвинена дуже широко на схилах річок Сура, відвели, Шелдоіс, Інра, Колоярка, Пензятка, Керенда, Вільшанка. Висока через різанням поверхні прискорює горизонтальне переміщення речовин. Правобережжі Сури відрізняється більш значною площею заплави (рис. 1).

    Річка Сура розділяє район на дві частини. На сході району розташовуються великі масиви лісів на піщаних дюнних горбиста і сірих лісових ґрунтах. На лівобережжі - багаті сільськогосподарські угіддя на місці степів. В районі багатий потенціал земельних ресурсів - 80,9 тис. Га. Із загальної площі земель - 58% займають чорноземи. У заплавах річок сформувалися алювіальні грунти. Як говорилося в загальному огляді, органічні грунти відрізняються зниженим вмістом фтору.

    Отже, при характеристиці природних компонентів території Бессоновскій району не були знайдені можливі причини гіперфтороза. У цьому випадку необхідно звернутися до економічної характеристиці регіону.

    На території району розташовані: 1 птахофабрика, спиртзавод, комбікормовий завод, 12 сільськогосподарських підприємств, 67 селянсько-фер-

    мерських господарств. З цього переліку видно, що промислових джерел фтору в районі немає. Судячи з досить широку географію флюорозу, джерело фтору повинен розташовуватися дифузно. Мабуть головною причиною зміни геохімічного фону є надмірна кількість внесених мінеральних фосфорних добрив. Вже понад 150 років населення Бессоновскій району займається овочівництвом. Природно, інтенсивність ведення виробництва зростає. Неможливо врахувати кількість внесених мінеральних добрив на приватних подвір'ях, але медична статистика вказує на стабільно підвищений вміст фтору в питній воді, не дивлячись на сезонні флуктуації. Як говорилося вище, додатковим джерелом надходження фтору в організм є їжа. враховуючи напрям і швидкість міграційних потоків, зрозуміло стабільно високий вміст фтору в водах свердловин, приурочених до більш низьким заплавних ділянках, а саме таке розташування населених пунктів історично склалося в степовій західній частині району.

    Жителям району слід знати основні правила поведінки в уникненні негативних надалі гіперфтороза.

    індивідуальні заходи профілактики повинні проводитися з моменту народження дитини. В першу чергу слід уникати штучного вигодовування і раннього прикорму дитини. З початком прикорму

    не слід вводити в їжі велика кількість води, а потрібно замінювати молоком і соками. клінічні спостереження показали, що додаткове введення в їжу вітаміну С, Б, глюконату кальцію в значній мірі зменшує прояв флюорозу. Важливе значення має склад харчового раціону. Зокрема, слід виключати або обмежувати продукти, що містять фтор (морська риба, тваринне масло, шпинат і ін.). Особливо важливе значення в профілактиці флюорозу має вивезення дітей на літній період з ендемічного району. клінічні спостереження показали, що заміна вододжерел протягом 3-4 місяців щорічно в перші 8-10 років життя дитини сприяє нормалізації освіти емалі і в значній мірі знижує відсоток ураження зубів флюорозом [5].

    список літератури

    1. Водопостачання з підземних джерел / Под ред. А. С. Ивушкина. Пенза, 1995. 238 с.

    2. Воронов А. Г. Медична географія. М .: Изд-во МГУ, 1981.161 з.

    3. Державний доповідь про санітарно-епідеміологічну обстановку в Бессоновскій районі, 2004.

    4. Добровольський В. В. Основи біогеохімії. М .: АСАБЕМ1Л, 2003. 397 с.

    5. Медична екологія / Под ред. А. А. Корольова. М .: АСАБЕМ1Л, 2003. 189 с.


    Ключові слова: геохімічні ПРОВІНЦІЯ / ФТОР / мікроелементози / GEOCHEMICAL PROVINCE / FLUORINE / MICROELEMENTOSIS

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити