Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор геоэкологических исследований фтора 8
1.1 Изученность проблемы миграции фтора в природных средах . 8
1.2 Геоэкологические проблемы фторирования питьевой воды . 32
1.3 Влияние антропогенной деятельности на круговорот фтора 37
1.4 Постановка задачи исследования 40
1.4.1 Методика исследовани й 40
Выводы 47
2 Физико-географическая характеристика Окско-Донской низменно сти - 49
2.1. Геологическое строение и рельеф 49
2.2 Климат 55
2.3 Поверхностные и подземные воды 57
2.4 Почвы и растительность 61
2.5 Природно-ландшафтные комплексы региона исследований 69
Выводы 72
3 Геоэкологическая оценка влияния состава природных вод на здоровье населения - 73
3.1 Анализ элементного состава природных вод 73
3.2 Анализ влияния элементного состава природных вод на здоровье населения региона - 77
3.3 Геоэкологическая оценка питьевой воды 95
3.4 Геоэкологическая оценка здоровья населения по качеству питьевой воды (на примере г. Липецка) 101
Выводы 104
4 Природоохранные мероприятия по улучшению качества природных вод Окско-Донской низменности 106
4.1 Техногенная трансформация состава атмосферных осадков, поверхностных и подземных вод исследуемой территории 106
4.2 Практические рекомендации по модернизации системы водоочистки сточных вод г. Липецка - 115
4.3 Природо-охранные мероприятия по улучшению качества природных вод 123
4.4 Оценка экономической эффективности биологической очистки сточных вод - 129
Выводы 131
Заключение 133
Список использованных источников 136
- Изученность проблемы миграции фтора в природных средах
- Геологическое строение и рельеф
- Анализ влияния элементного состава природных вод на здоровье населения региона
- Техногенная трансформация состава атмосферных осадков, поверхностных и подземных вод исследуемой территории
Введение к работе
Актуальность темы. Проблема изучения химических элементов в отдельных объектах биосферы имеет давнюю историю, но за последнее время она стала особенно острой в сельском хозяйстве, медицине и при решении вопросов охраны здоровья населения и окружающей среды.
По данным ЮНЕСКО 80% заболеваний населения связано с употреблением воды плохого качества.
Ущерб здоровью людей от потребления некачественной питьевой воды можно сравнить с потерями от стихийных бедствий, голода и других катастрофических ситуаций. Проблема питьевой воды по своему значению сравнима с проблемами изменения климата, разрушения озонового слоя, деградации почв.
Антропогенное воздействие на окружающую среду привело к изменению качества природных вод. Их элементный состав оказывает существенное влияние на здоровье населения, так как вода представляет собой природный химический раствор, повсеместно употребляемый населением в качестве пищевого продукта и приготовлении пищи. Элементный состав является доминирующим в оценке качества питьевой воды.
Одним из важнейших элементов, характеризующим качество питьевой воды является фтор, который в силу своих химических свойств обладает высокой биологической активностью и способен оказывать существенное влияние на уровень заболеваемости населения.
Изученность влияния концентрации фтора в питьевой воде на здоровье населения недостаточна. Это подтверждается тем, что его влияние зависит от сочетания с другими элементами.
Так из 15 регионов Европейской территории Российской Федерации в 6 регионах наблюдается избыток, а в 9 - недостаток концентрации фтора в питьевых водах, а уровень заболеваемости везде разный.
Поэтому актуальной проблемой является геоэкологическая оценка природных вод по содержанию фтора в сочетании с другими элементами для конкретных территорий, влияющих на здоровье населения.
Разработка критериев геоэкологической оценки состояния окружающей среды по элементам, входящим в состав живого вещества, связана с определением их биологической роли и особенностей их биогеохимического цикла. Не вызывает сомнения участие большой группы химических элементов, находящихся в объектах биосферы в очень малых количествах (микроэлементов), в основных и многообразных физиолого-биохимических процессах организма. Являясь составным компонентом биологических катализаторов, они участвуют во множестве процессов, регулируя жизнедеятельность организмов.
Как было отмечено В.И. Вернадским [42], организмы неразрывно связаны с химизмом окружающей среды и с геохимической точки зрения представляют определенную форму миграции химических элементов на поверхности нашей планеты. Важнейшей частью геохимии ландшафта является учение о биологическом круговороте атомов и их водной миграции [140, 141, 142, 143, 144]. Из объектов внешней среды, с которыми у человека и животных существуют прямые связи, проявляющиеся при возникновении эндемий, прежде всего, являются природные воды. Их химический состав, гидрохимические характеристики достаточно полно отражают биогеохимическую ситуацию для определенного географического региона [3, 4, 9, 10, 19,22,85,89, 103, 116, 131, 143, 149].
Районом наших исследований являлась территория Окско-Донской низменности. По заключению отдела Главной экологической экспертизы [66, 80, 81] экологическая ситуация на данной территории оценена, как напряженная, предшествующая третьей ситуации по тяжести — критической, причем почвы и малые реки уже находятся в критическом состоянии [162, 163]. Данный регион является уникальным в России по степени использования подземных вод в хозяйственно-бытовой деятельности. Практически все населенные пункты используют для питьевого водоснабжения подземные воды, так на территории Тамбовской области зарегистрировано свыше 6400 артезианских скважин [81].
Одним из широко распространенных в природе и чрезвычайно химически активных и жизненно важных элементов является фтор [12]. Изучение содержания его в природных водах является актуальной научной проблемой.
В.В. Ковальский [103] относит фтор к элементам жизненно необходимым. Фтор - элемент, обладающий в силу своих химических свойств высокой биологической активностью - способен оказывать дестабилизирующее влияние на биосистемы всех уровней организации, даже при незначительных превышениях значений его фонового содержания в воздухе, воде и почве [2, 4, 7, 8, 13, 23, 25, 26, 27, 28, 33, 38, 74, 86, 91, 95, 124, 129, 131, 132, 145]. Основным фактором, определяющим уровень потребления фтора человеком, является его концентрация в питьевой воде [38, 39, 48, 51, 52, 145, 185, 188, 192].
Несмотря на высокий уровень геоэкологической изученности Окско-Донской низменности [44, 53, 54, 55, 60, 61, 63, 64, 82, 84, 99, 111, 126, 128, 138, 150, 151, 153, 159, 166, 178, 187, 190, 194, 197], проводимые исследования не включали геоэкологическую оценку элементного состава природных вод региона и их влияние на заболеваемость местного населения.
Цель работы. Геоэкологическая оценка содержания фтора в сочетании с другими элементами в природных водах Окско-Донской низменности.
Задачи исследования.
Произвести обзор исследований по изучению влияния элементного состава питьевой воды на здоровье населения.
Выявить особенности климатических, физико-географических, природно-ландшафтных условий, влияющих на элементный состав природных вод Окско-Донской низменности.
Разработать методику и осуществить эксперимент по сбору данных об элементном составе природных вод Окско-Донской низменности.
Установить связь между уровнем заболеваемости населения от концентрации фтора в сочетании с другими элементами природных вод Окско-Донской низменности.
Произвести геоэкологическую оценку природных вод по содержанию фтора в сочетании с другими элементами на здоровье населения.
Разработать природоохранные мероприятия по улучшению качества природных вод Окско-Донской низменности.
Объект исследования. Природные воды Окско-Донской низменности и здоровье населения Окско-Донской низменности.
Предмет исследования. Элементный состав природных вод и здоровье населения.
Исходные данные и методы исследовании. Исследования охватывают период с 1996 по 2003 год. Пробы отбирались в 184 населенных пункта. На фтор отобрано и проанализировано более 1860 образцов.
Методы исследования. Лабораторный потенциометрический, полевой ландшафтно-геохимический, статистический, геоэкологическое картографирование, обобщение.
Данные по заболеваемости представлены по Тамбовской и Липецкой областям.
Защищаемые положения.
Методика геоэкологической оценки влияния элементного состава природных вод на здоровье населения.
Пространственно-временные закономерности распределения фтора и других элементов в природных водах,
Геоэкологическая оценка влияния элементного состава природных вод на здоровье населения Окско-Донской низменности.
Особенности влияния промышленных предприятий на изменение элементного состава природных вод и природо-охранные мероприятия по улучшению качества природных вод исследуемой территории.
Научная новизна.
1. Исследовано поступление фтора на территорию Окско-Донской низменности из атмосферных осадков.
Определены территории испытывающие техногенное загрязнение фтором.
Исследован элементный состав природных вод Окско-Донской низменности и установлена связь между элементным составом природных вод и уровнем заболеваемости населения.
Выявлено влияние фтора на здоровье населения в сочетании с другими компонентами питьевых вод.
5. Предложены природоохранные мероприятия уменьшающие уровень
загрязнения поверхностных вод.
Практическое значение. Результаты исследования могут быть использованы для решения задач оптимизации природной среды, охраны здоровья населения, разработке и проведению природоохранных мероприятий на территории Окско-Донской низменности.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на областной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (Тамбов, 1985, 1993), на конференциях молодых ученых (Липецк, 1991, 1992), межвузовской научной конференции студентов и аспирантов (Липецк, 1992), Всероссийской научно-методической конференции (Липецк, 1993), на кафедре «Химия почв» МГУ (Москва, 1992), на открытии Липецкого научного центра РАЕН (Липецк, 1997), на комиссии по геохимии ландшафта Русского географического общества (Москва, 1999), на международной научно-практической конференции «Качество жизни» (Липецк, 2001), научно-практической конференции «Экология ЦЧО» (Липецк, 2003), на заседании Ученого Совета Центрально-Черноземного филиала ФГУП «Госземкадастрсъемка» - ВИСХАГИ (Воронеж, 2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, общим объемом 19,5 п.л.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, общим объемом 159 страниц, содержит 57 таблиц и 3 рисунка. Список использованных источников включает 227 наименований.
Изученность проблемы миграции фтора в природных средах
Фтор широко распространен в природе, он входит в состав почв, минералов, природных вод, растительных и животных организмов. В свободном виде не встречается. Имеет наименьший радиус атома. Сильнейший окислитель.
Первое химическое соединение фтора было получено в 1768 г. Мартгра-фом, при перегонке смеси плавикого шпата с серной кислотой, выделившаяся при этом парообразная кислота была названа плавиковой и применялась для травления стекла [12].
Впервые фтор был определен в плавиковой кислоте, но только в 1886 г. французскому химику Муассону удалось получить свободный фтор [12].
После 1920 г. интерес к химии фтора вырос, так как было доказано его значение в различных отраслях промышленности. Большое практическое значение фтора привело к интенсивному изучению его геохимии. Многочисленные результаты исследования по геохимии фтора изложены в трудах В.И. Вернадского [40, 41, 42, 43], АЛ. Виноградова [45, 46], В.В. Даниловой [68, 69, 70], А.Е. Ферсмана [186], В.В. Добровольского [73, 74, 75, 76, 78, 79] и многих других.
Основные разработки в области геохимии фтора принадлежат А.П. Виноградову [45, 46], который определил его соотношения в различных геосредах - массовая доля фтора в земной коре 0,027; почве 0,02; морской воде 1 10 24; растениях 1 10 ; животных 1 10 - 1 10 . Для полного представления о физических свойствах и термодинамических параметрах фтора и других галогенах их характеристики представлены в таблице 1 составленной по литературным источникам [12, 58]. Выполненный патентный поиск работ, связанных с изучением фтора показал, что с начала фторирования воды в 1945 г. опубликовано в мировой прессе на данную тему более 4000 работ.
Фтор в горных породах. Положение фтора в периодической системе элементов в значительной мере определяет его геохимическое поведение. Близость ионных радиусов кислорода, гидроксила и фтора свидетельствует о возможности последнего замещать кислород и гидроксил в различных соединениях, а положение фтора как первого представителя подгруппы галогенов говорит о его свойстве вытеснять другие галогены из их соединений. Отсюда вытекает способность фтора входить в состав многих минералов, в том числе и в состав редкоземельных металлов. В настоящее время известно более 100 фторсодер-жащих минералов. Как указывал А.Е. Ферсман [186], основное значение среди них принадлежит фторидам, а также слюдам. Р. Фингер все фторсодержащие минералы по количественному содержанию фтора делит на три группы. А.И.
Перельман [144] относит фтор к сильным мигрантам в коре выветривания силикатных пород. Высокие концентрации фтора типичны для фосфоритов. Содержание фтора возрастает от ультраосновных к кислым магматическим породам и составляет 1 10-2 - 8,5 10-2 . Примерно такие же величины дает А.П. Виноградов [45,46]. По их мнению, главным накопителем фтора во всех породах, начиная с основных и кончая кислыми, являются биотит и роговая обманка (таблица 2).
Содержание фтора в различных типах осадочных пород неодинаково. Максимальное количество фтора характерно для глин 10 10"2, минимально для гипсов и ангидритов 1,3 10 " [68, 69]. Промежуточное положение занимают известняки и доломиты. Иногда фтор накапливается биогенным путем.
Распределение фтора в осадочных породах зависит от фациальных условий их образования. Увеличение его содержания в осадках наблюдается при переходе от отложений, сформировавшихся в гумидных климатических условиях, к отложениям, сформировавшимся в аридных условиях, от континентальных к морским [87, 88].
Среднее содержание фтора в карбонатных породах осадочных формаций юго-запада Восточно-Европейской платформы представлено в таблице 3, составленной автором по данным Э.Я. Жовинского [88].
Геологическое строение и рельеф
Район исследования расположен в центре Восточно-Европейской платформы (рис. 1).
Образование Окско-Донской низменности связано с медленным опусканием данного участка суши, начавшегося в палеозое и продолжавшегося очень длительное время. Это понижение служило местом накопления мощной толщи отложений как морских, так и континентальных. Основные черты равнинной поверхности данная территория приобрела после отступления нижнемелового моря. Песчано-глинистые отложения третичного и четвертичного возрастов перекрыли ранее отложившиеся толщи и заполнили неровности рельефа. Сложилась однообразная равнина, отдельные участки которой отличаются характером слагающих их четвертичных отложений и эрозионным расчленением [14].
Кристаллический фундамент платформы архейского и протерозойского возрастов сложен преимущественно магматическими (гранитами) и метаморфическими (гнейсами, кварцитами, кристаллическими сланцами и др.) породами. Поверхность фундамента в пределах рассматриваемого региона сильно наклонена к северо-востоку (например, глубина его в рабочем поселке Токаревка 346 м, а в селе Пересыпкино - более 2000м от поверхности). Платформа разбита трещинами на отдельные глыбы, каждая из которых на протяжении длительной и сложной геологической истории самостоятельно поднималась и опускалась, что нашло отражение в строении осадочного чехла платформы и в современном рельефе области [15].
На кристаллическом фундаменте сразу залегают породы девонской системы, представленные преимущественно известняками, доломитами, мергелями, а также песчаниками и глинами. Породы девона залегают с наклоном к востоку, северо-востоку. Они обнажаются в русле рекой Иловай на западе Тамбовской области, а на северо-востоке вскрываются только скважинами на глубине 250-300 м. К востоку нарастает и мощность каждого из слоев девонских отложений. Каменноугольные известняки и глины встречаются на севере и северо-востоке, образуя толщу около 40-60 м на глубине 200-250 м от поверхности [14].
С палеозойскими отложениями связаны основные горизонты подземных вод, как пресных, так и минеральных (табл. 14).
Меловые отложения представлены в основном морскими желтовато-серыми известняками с прослойками глин, опок, песчаников с кварцевыми песками. Эти породы встречаются почти не всей территории, мощность их также увеличивается к востоку. Меловые породы вскрываются реками - Вороной, Цной, а на востоке - даже оврагами и балками.
Широко распространены в Окско-Донской низменности неогеновые пески, серые глины. Они откладывались в мелководном море, лагунах, в долинах и дельтах рек, протекающих здесь ранее [84].
Все главные и второстепенные водоразделы, а также террасы и поймы рек сложены четвертичными отложениями (табл. 15). Особую роль среди них играют ледниковые.
В середине четвертичного периода территория подверглась оледенениям. В среднем слой ледниковых отложений достигает 10-15 м, в отдельных местах его толщина составляет 40-70 м. На водоразделах рек Польного Воронежа, Ма-тыры и Сухой Липовицы и сейчас заметна гряда из песков, оставленных ледником (Суренская озоновая гряда). Тающий ледник оставил след в виде широких полос песков (зандров) в долинах рек Воронежа и Вороны. В долине реки Цны, имеющей сток на север, подпруженный при таянии ледника, образовывались слоистые пески и глины — аллювиалыю-озерные отложения (табл. 15). Тонкие глинистые частицы дали начало светло-коричневым и палевым лёссовидным суглинкам, которые залегают с поверхности слоем 3-5 м. Таяние ледника и позже экзогенные процессы образовали песчаные и суглинистые террасы рек. Современная эпоха привела к формированию здесь аллювия на днищах долин и делювия на склонах. Произошел процесс почвообразования и накопления торфа в болотах [84].
Средняя высота Окско-Донской низменности 140 м. Высшая точка 218м над уровнем моря лежит в междуречье рек Цны и Челновой. Самые низкие отметки наблюдаются в долинах рек Воронежа -11м, Вороны - 98 м, Цны - 83 м. Территория характеризуется господством флювиальных (эрозионно-аккумулятивных) форм рельефа.Небольшие перепады высот, преобладание тектонических опусканий, молодость рельефа обусловили небольшую расчлененность поверхности реками, балками и оврагами. Так, в восточной части территории наблюдается неравномерность горизонтального и вертикального расчленения, которое увеличивается с запада на восток. В бассейне реки Воронеж глубина речных долин достигает 20-40 м, балок - 4-10 м, в западной - в бассейне рек Цны и Вороны речные долины имеют глубины 60-70 м, а крупные балки - 15-20 м [14, 53, 127].
Эрозионные формы рельефа представлены речными долинами, балками, оврагами, ложбинами стока. Густота речной сети эрозионного расчленения на западе и на юге составляет 0,3-0,5 км/км2, и лишь в долине реки Вороны, а также в некоторых левобережных районах долины реки Цны, севернее реки Чел-новой, расчленение достигает 0,8-0,9 км/км . В среднем густота овражно-балочной сети составляет 0,35 км/км [126, 127].
Анализ влияния элементного состава природных вод на здоровье населения региона
. По известным нам научным публикациям в литературе отсутствуют данные о связи заболеваемости с отношениями содержания фтора к другим компонентам, кроме как с отношением фтор/ион [124, 181]. Для выяснения влияния компонентов вод рассмотрены некоторые их виды ввиду их влияния на здоровье, отмеченного по Тамбовской области [60, 63, 65].
Фтор/кальций. Фтор связан с Са в организме, кальций может изменить противокариесное действие фтора, образуя комплексные соединения с более низкими биологическими свойствами [181]. Большинство исследователей считают, что избыток кальция оказывает неблагоприятное действие на щитовидную железу при недостатке йода. В исследуемом нами регионе отмечен избыток кальция, а йода недостаточно [61]. Отмечено, что в эндемичном по уроли-тиазу района Чувашии с содержанием фтора в воде 0,58+0,1мг/дм3 определяется гиперкальциемия, гиперкальциурия, гипонатрийемия.
Фтор/натрий. Натрий влияет на работу сердечно-сосудистой системы, отмечена высокая прямая связь содержания натрия и фтора в воде [181].
Фтор/рН. Чем ниже рН, тем меньше фтора в мышцах, клетках; фтор замещает гидроксил-ион в апатите и, по-видимому, выступает как аналог гидро-ксил-иона, участвующего в ферментативной реакции присоединения или отнятия молекулы воды; кислотно-щелочной статус в основном определяет баланс фтора в организме [124].
Фтор/гидрокарбонат (щелочность). Фтор замещает карбонат-ион в апатите [45], а гидрокарбонаты влияют на кислотно-щелочной статус. Наличие гидрокарбонат-ионов способствуют повышению растворимости фтористых соединений [181].
Фтор/магний. Часто происходит ингибирование ферментов, активизируемых металлами, особенно катионом магния [181]. Магний может изменять противокариесное действие фтора. Есть сведения о возможной роли в развитии эндемического зоба избыточного поступления в организм магния. В исследуемом регионе содержание магния в водах высокое [60].
Фтор/железо. Железо образует с фтором комплексные соединения с более низкими биологическими свойствами. Фтор ингибирует ферменты, содержащие железо; известно положительное влияние фтора на кроветворение за счет улучшения усвоения железа [181].
Фтор/хлор. Фтор и хлор анто гон исты, так, как фтор на 50 снижает поступление ионов хлора в растения, реадсорбция фтора в почечных канальцах меньше, чем хлора [181]. Фтор/сульфаты. Отмечено повышенное содержание сульфатов (и хлоридов) в воде зобных очагов при низкой (0,1-0,3 мг/дм3) концентрации фтора [3]. Фтор/окисляемость. Описано токсичное органическое вещество растений, фторуксусную кислоту (восстановитель) [33].
По поводу биогеохимического значения фтора имеются разные, иногда несовпадающие взгляды [124, 161, 181]. Однако в настоящее время, когда установлена биологическая роль многих химических элементов, уже не вызывает сомнений, что фтор играет важную роль в жизнедеятельности организмов. Фтор входит в группу незаменимых микроэлементов, оказывающих строго специфическое влияние на структуру и функцию ряда желез внутренней секреции [20].
Фтор на 90-95% поступает в организм человека с питьевой водой, так как он не концентрируется большинством растений; известны лишь немногие растения, как, например, чайный куст, бобовые, свекла, которые в какой-то мере накапливают фтор. Подробный обзор сведений о биологическом действии фтора в монографии, подготовленной группой авторов [124].
Фтор неравномерно распределяется в различных по функции и морфоло-гичных тканях животного организма. Почти 99% организменного фтора находится в костной ткани в составе апатита — основного фосфата кальция Са5(Р04)зОН. Ион фтора превосходит все прочие ионы по способности замещать гидроксил-ион из-за близости ионных радиусов, одинаковых зарядов и степени гидратации, равной двум. В результате замещения образуется смешанная форма апатита Саэ[Р04]з(ОН, F).
Мягкие ткани бедны фтором, если не находятся с ним в контакте (например, легкие) или не затронуты патологической кальцификацией, как, например, стенки аорты при атеросклерозе.
Есть мнение, что в плазме крови присутствуют ионная и органическая формы фтора, и только уровень ионной формы подлежит физиологической регуляции [124].
Техногенная трансформация состава атмосферных осадков, поверхностных и подземных вод исследуемой территории
Атмосферные осадки отличаются весьма разнообразным химическим составом, источниками поступления являются: соли, увлекаемые ветром с поверхности водоемов Е виде водяных брызг; сухие соли с поверхности земли, увлекаемые ветром; промышленные загрязнения воздуха; продукты вулканических извержений; атмосферные разряды при которых происходит окисление атмосферного азота в его окислы.
Фтор постоянно присутствует в атмосфере (0,02 - 0,4 части на миллиард частей воздуха) и в атмосферных осадках (0,05 - 0,5 мг/дм3). Среднее содержание фтора в 100 г воздушно-сухого пепла составляет 4,1 мг [143, 144].
Нами определено содержание фтора в 204 пробах атмосферных осадков. Полученные результаты приведены в таблице 45.
В зимний период опробовались образцы свежевыпавшего и кумулятивного снега. Кумулятивные пробы характеризуют период с декабря по март. Исследованные снеговые воды, как правило, подкислены. Величина рН для талых вод свежевыпавшего снега составляет 5,54-5,8. В процессе накопления снега на поверхности земли происходит его подщелачивание до 5,8-6,2. По составу снеговые воды являются преимущественно гидрокарбонатно-сульфатными.
В течении мая-июня 2000 года производились измерения показателя рН и фтора дождевой воды в г. Мичуринске. В начале дождя рН обычно равнялся 4,5, через час - 5,5-6, через 2-3 часа - 6,5-7. При продолжительном (облаж-ном) дожде рН через сутки равнялся 7. Изменения концентрации фтора происходили следующим образом: наибольшие концентрации в начале дождя 0,3 мг/дм3, через час - 0,2 мг/дм3, через 3 — 0,05 мг/дм3, через сутки - 0,01 мг/дм3. По-видимому, показатели содержания фтора и рН в начале дождя отражают химический состав местной атмосферы.
Содержание фтора, в атмосферных осадках, как правило, невысокое и, не превышает 0,2 мг/дм3. Исключительной пестротой отличаются пробы отобранные в промышленных городах от 0,05 до 11 мг/дм3. Анализ снеговой воды из образцов отобранных вдоль дорог также фиксирует повышенное содержание фтора.
Фтор в подземных и речных водах. На концентрацию фтора в подземных водах оказывают влияние множество факторов: концентрация его в коренных породах, формы нахождения фтора, климат, состав, температура, давление и многое другое.
В Тамбовской области зарегистрировано 6400 артезианских скважин и 743 общественных шахтных колодцев. Треть скважин не используется, шестая их часть бесхозна, что ведет к загрязнению подземных водоносных горизонтов. Водозаборные скважины пробурены на обводненные трещиноватые известняки. Вода из этих горизонтов обладает повышенным содержанием железа, жесткостью и минерализацией.
Породы кристаллического фундамента, вскрытые структурно-картировочной скважиной на территории г. Тамбова (глубина 862 м), представлены метаморфическими сланцами и кварцево-полевошпатовыми гнейсами.
В геологическом разрезе осадочных отложений изучаемой территории выделены палеозойские и меловые водоносные комплексы, каждый из которых состоит из нескольких водоносных горизонтов, а также водоносные горизонты неогеновых и четвертичных отложений.
Более высокие концентрации наблюдаются в водах, обогащенных гидрокарбонатными ионами и ионами натрия. Так, в водах, в которых ионы натрия составляют 40-50 катионного состава, а гидрокарбонатные ионы 93-94 анионного состава, содержание фтора составляет 0,40-0,45 мг/дм3 в то время как в этом же районе в воде, с меньшим содержанием натрия 9-12 катионного состава, содержание фтора составляет 0,2 мг/дм- .
Наименьшие концентрации фтора 0,05 мг/дм3 наблюдаются в водах гидрокарбонатного типа, группы кальция (66-95 катионного состава). Повышенная концентрация фтора (1,78 мг/дм3) наблюдается в воде хло-ридного класса, группы натрия с повышенной минерализацией.
Режим стока рек связан, главным образом, с годовым климатическим циклом. В период зимней и летней межени в питании рек существенная роль принадлежит подземным водам, для которых реки и их поймы часто являются областями разгрузки. Ранней весной в питании рек преобладают талые воды. В остальное время года реки питаются за счет атмосферных осадков и подземных вод.
Химический состав речных вод в меженный период отражают химический состав подземных вод в районе водосбора данной реки (табл. 46).
Воды открытых водоемов на исследуемой территории относятся к гидрокарбонатному классу.
В большинстве рек наблюдается тенденция к увеличению содержания органических веществ вниз по течению, что мы связываем с хозяйственной деятельностью.
Содержание фтора в речных водах близко к содержанию его в подземных водах, которые они дренируют. Оно не отличается большим разнообразием и для большинства составляет 0,3 - 0,7 мг/дм .
Для рек характерно небольшое увеличение содержание фтора вниз по течению. Это мы также связываем с хозяйственно-бытовой деятельностью человека.
