Геохімія фтору питних вод України

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГЕОХІМІЇ, МІНЕРАЛОГІЇ ТА РУДОУТВОРЕННЯ

 

Крюченко Наталія Олегівна

 

УДК 550. 4: 546. 16: 556. 31 (477)

 

 

Спеціальність 04. 00. 02 – геохімія

 

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття вченого ступеню кандидата геологічних наук

 

Київ – 2002

 

Дисертація є рукописом.

Роботу виконано у відділі пошукової та екологічної геохімії Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України.

Науковий керівник: член-кореспондент НАН України, доктор геолого-мінералогічних наук, професор Жовинський Едуард Якович (Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України).

Офіційні опоненти: доктор геолого-мінералогічних наук Міцкевич Борис Федорович (Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України) доктор геолого-мінералогічних наук Мітропольський Олексій Юрієвич (Інститут геологічних наук НАН України).

Провідна організація: Інститут геохімії навколишнього середовища НАН і Мін ЧС України, Київ.

Захист відбудеться “ 15 “ травня 2002 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26. 203. 01 при Інституті геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України (03680, Київ – 142, пр. Палладіна, 34).

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України (03680, Київ – 142, пр. Палладіна, 34).

 

 

Актуальність теми. Однією з актуальних проблем геохімії є геохімія окремих елементів в об'єктах навколишнього середовища та пов'язані з нею питання соціально-економічного та екологічного характеру. 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. Використання питних вод з некондиційним вмістом фтору може викликати ендемічні захворення – карієс (при низькому вмісті – менше 1, 2 мг/л) ; флюороз, нервові захворювання, руйнування кісткової тканини, прискорене старіння організму та інші (при високому вмісті – більше 1, 5 мг/л). У зв'язку 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.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Обраний напрямок досліджень узгоджений з проектами багаторічної програми Державного комітету з науки і техніки (ДКНТ) “Охорона та відновлення земельних ресурсів України” (1992-1998 р. р.) : “Вивчення природного й техногенного аномального та фонового вмісту рухомих форм токсичних елементів у різних еколого-геохімічних ландшафтах України” (ДР № 0199U019213). Дисертація відображає зміст тематичних робіт, виконаних автором за проектами Держкомгеології та НАН України “Розробка тимчасових методичних положень з еколого-геохімічного картування території України” (1997-1999 р. р., ДР № 0197U0006729).

Мета та задачі дослідження. 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. В рамках поставленої мети були вирішені такі основні задачі:

1) Виявлення закономірностей розподілу фтору у підземних водах водоносних комплексів, що використовуються для питного водопостачання в Львівській, Одеській та Полтавській областях; 2) Визначення основних геохімічних чинників формування питних вод з різним вмістом фтору; 3) Виявлення основних фізико-хімічних умов утворення різних сполук фтору.

Об'єкт досліджень – фтор та його форми міграції у питних водах різних регіонів України.

Предмет дослідження – особливості розподілу та міграції різних форм фтору в питних водах України (Львівська, Одеська, Полтавська області).

Фактичний матеріал та методи досліджень. Основою для аналітичних та експериментальних робіт використані матеріали опробування, які одержані автором протягом польових робіт 1997-2001р. р. Загалом проаналізовано результати досліджень більше 2000 свердловин та 60 колодязів, у водах яких визначався вміст фтору та інших хімічних елементів. Визначення вмісту фтору в природних водах здійснювалось електрохімічним потенціометричним, фотоколориметричним та хімічними методами. Вміст фтору та інших елементів у корінних породах, мінералах та грунтах визначали хімічним та атомно-абсорбційним методами. Для визначення концентрацій основних форм хімічних елементів у різних мінеральних типах вод використовували програму PHREEQC, при розрахунках були взяті термодинамічні константи з бази даних Wateq4F.

Основні положення, що захищаються:

1. Основними чинниками формування фтороносних вод на території України є: розвантаження глибинних мінералізованих підземних вод у зонах тектонічної активізації; зміни умов рівноваги природної системи: фторвміщуючі породи, мінерали – природні розчини; техногенне навантаження.

2. Форми міграції фтору в природних водах визначені мінеральним типом вод, фізико-хімічними умовами середовища та літологічним складом водовміщуючих порід.

3. Синергетична активність фтору та його біогеохімічно активних форм впливає на характер і ступінь ендемічного захворювання.

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. 2) Визначено основні геохімічні чинники формування некондиційних за вмістом фтору питних вод на досліджуваних територіях. Охарактеризовано особливості формування фтороносних вод в регіонах з різними геологічними, геолого-геохімічними, гідрогеологічними та ін. умовами. 3) Розраховано міграційні