Стронций в скважине

Стронций в питьевой воде: содержание, определение, ПДК, влияние

Прежде чем прочитать на экране телефона или мониторе компьютера информацию ниже, хочу задать вам вопрос: знаете ли вы, что защищает вас от рентгеновского излучения гаджетов и телевизоров? А ведь это заслуга стронция, химического элемента, который, как и все остальные его соседи по периодической таблице, имеет двойственную природу. Этот мягкий и пластичный серебристо-белый металл относится к группе щёлочноземельных. Он не встречается в свободном виде из-за своей высокой реакционной активности с водой и воздухом. Зато входит в состав различных минералов, микроорганизмов, животных, растений и человеческого организма, в котором, между прочим, отвечает за профилактику остеопороза и кариеса зубов.

К сожалению, в различных сферах промышленности широко применяется радиоактивный изотоп 90Sr, который ничем хорошим человеческому здоровью не грозит. Попадает он в организм различными путями. В результате выветривания и вымывания из горных и подземных пород, вместе со стоками рудодобывающих и промышленных предприятий он оказывается в мировом океане, атмосфере, почве. Оказавшись в последней, он вытесняет оттуда кальций, обогащая собой плоды растений. Затем по пищевой цепочке это вещество добирается до человека. Этот процесс очень сложно контролировать. Зато можно держать под контролем содержание стронция в питьевой воде, которая также служит его источников попадания в организм.

Влияние на организм

Мы уже говорили о способности этого металла в избыточном количестве вытеснять кальций из среды, в котором они находятся. Проявляется эта способность и в костной ткани человека. Приводит она к поистине ужасающей болезни под названием стронциевый рахит. В народе это заболевание называют «уровской болезнью». Из-за дефицита кальция больше всего страдают и деформируются суставы и кости. Сразу предупредим, лучше не гуглите и не смотрите эти картинки. Превышение нормы стронция в питьевой воде ведет также к дисбактериозу кишечника и фиброзу легких. Если же речь идет об упомянутом выше радиоактивном изотопе, то добавляем в эту копилку Пандоры лучевую болезнь и другие онкологические заболевания.

Норма – это сколько?

Предельно допустима концентрация (ПДК) стронция в воде составляет 8 мг/дм3. Для того чтобы узнать, соответствует ли вода из вашего водопровода, скважины или колодца этой цифре, обратитесь за комплексным анализом в химическую лабораторию «ИОН».

Мы:

• окажем консультацию по волнующим вас вопросам;
• подберем нужный вид анализа;
• приедем и отберем пробу в удобное для вас время;
• пришлем вам результаты исследований в кратчайшие сроки.

Как очистить воду от стронция?

Если показатели будут превышать норму, мы решим эту проблему с помощью подбора необходимого водоочистного сооружения: установка каталитического окисления и фильтрации, ионообменный фильтр или обратного осмоса.

Также рекомендуем почитать

Цинк в воде

Если бы химические элементы превратись в супергероев, то цинк стал бы защитником. Во-первых, он защищает автомобили, сооружения, трубы, гвозди и провода от коррозии. Во-вторых, он защищает женщин от старения, помогая им сохранить красоту.

Мышьяк в воде

Мышьяк – один из самых удивительных и противоречивых элементов. Мы знаем его как средство избавления от королевских особ, метод достижения политической цели. А благодаря героине «Войны и мира», Наташе Ростовой, еще и способом сведения счетов с жизнью. Не зря это вещество получил говорящее название «король ядов» и «порошок для наследников».

Виды и стоимость анализов

* Бесплатный выезд для физических лиц в пределах МКАД при заказе на сумму более 5 000 ₽. Подробнее в разделе Доставка и оплата

ion-lab.ru

Очистка воды от стронция и цезия

Чистая питьевая вода очень важна для благополучия каждого человека, поэтому наличие в ней нежелательных примесей опасно для здоровья. Водопроводная вода, помимо всего прочего, бывает загрязнена различными оксидами металлов, в том числе стронция и цезия. Это высокоактивные мягкие щелочные металлы, активно взаимодействующие с влагой и кислородом воздуха. Особенный вред для организма они приносят, находясь в форме радионуклидов: стронций-90 и цезий-137 в воде.

Откуда в воде стронций и цезий

Если обычно металлы попадают в воду в результате вымывания из геологических пород, то радионуклиды стронция и цезия считаются техногенными. Они не существуют в природе и образуются только при работе ядерных реакторов. Их обнаружение позволяет судить о благополучии радиационной обстановки в конкретном районе. Если в окружающей среде выявляется один или оба радионуклида (стронций-90 и цезий-137), значит, недалеко произошла авария на АЭС или утечка из хранилища радиационных отходов. Нахождение стронция и цезия в питьевой воде приводит к серьезным заболеваниям.

Нормы стронция и цезия в природной/питьевой воде

Допустимые уровни цезия-137 и стронция-90 в воде на территории ЕАЭС строго регламентированы и должны неукоснительно контролироваться. Российские нормативные акты устанавливают ПДК по стронцию в питьевой воде на уровне 7 мг/л. Просматривается тенденция к ужесточению данного показателя до пределов, принятых в других развитых странах. Например, в США максимальный уровень содержания стронция в питьевой воде принят в два раза ниже.

Влияние стронция и цезия в воде на организм человека. Чем опасен стронций и цезий в воде

Кроме рассматриваемого отрицательного влияния цезия/стронция на организм человека, существует и позитивная сторона наличия этих металлов в теле. Например, стронций участвует в обмене кальция, служит для профилактики кариеса и остеопороза. В то же время избыток стронция в воде опасен и становится источником токсинов и онкологических заболеваний.

Радионуклиды цезия и стронция, попадающие с питьевой водой, имеют свойство копиться в организме. Так, цезий-137 накапливается в печени и мышцах, а стронций-90 оседает в костной ткани, замещая кальций (Ca). Эти элементы годами подвергают внутренние органы человека ионизирующему облучению. Поражаются кровь, кости и печень, возникают опухолевые очаги. Известно такое заболевание как «стронциевый рахит», при котором из-за замещения ионов Cа ионами стронция (Sr) деформируются суставы и кости. Это особенно наглядно проявляется в детском возрасте.

Помимо негатива лучевой болезни, стронций приносит и другие болезни. Его оксид, при взаимодействии с водой, образует гидроксид Sr(OH)2. Он вызывает сильные ожоги при попадании на слизистые оболочки, кожу или в глаза. Кроме этого, вдыхание водных паров с указанным гидроксидом приводит к бронхиту или фиброзу легких, существенно увеличивается риск возникновения сердечной недостаточности.

Как определить содержание в питьевой воде стронция и цезия

Определение цезия и стронция в воде определяется только лабораторным путем. Отбор воды на выявление стронция/цезия регулярно осуществляется работниками водо-канализационных предприятий. Определение уровня цезия и стронция в воде производится в специализированной химической лаборатории. С учетом важности вопроса, ее работники проконсультируют заказчика, подберут необходимый анализ, самостоятельно приедут на объект и отберут воду для пробы. Комплексный анализ будет осуществлен в кратчайшие сроки. Методика определения цезия и стронция в воде указана в различных ГОСТах и ТУ.

Как очистить воду от стронция/цезия

Если анализы питьевой воды покажут уровень стронция/цезия в воде в пределах ПДК, это не гарантирует безопасность данной жидкости для здоровья. Медики настоятельно рекомендуют полностью убрать стронций и цезий из воды. Чтобы сгладить эффект накапливания указанных металлов в организме, необходимо проводить дополнительную очистку используемой воды при помощи современных методов.

Самыми известными способами удаления стронция и цезия из воды считаются:

1. Безреагентный метод для очистки питьевой воды от стронция и цезия - использование системы обратного осмоса. Именно этот метод и является основным при очистке очистка питьевой воды от стронция/цезия. Обратный осмос основан на фильтрации воды через особые полупроницаемые мембраны, пропускающие исключительно молекулы воды, задерживая прочие вещества, у которых молекулы большие по размеру, в том числе стронций и цезий.
2. Ионообменный фильтр, реализованный на специальных смолах, которые «впитывают» ионы стронция и цезия в воде, замещая их безвредными ионами;
3. Установки для окисления и фильтрации. В них могут использоваться гипохлорит натрия/озона, перманганат калия. Они в виде гранул помещаются в резервуар, реагируют с водой и радионуклидами, осаждая их в виде хлопьев на дно емкости;

Установки обратного осмоса условно (по пропускаемым объемам) делят на промышленные установки осмоса, которые могут обслуживать крупные объекты, в т.ч. многоквартирный дом, и на бытовые системы осмоса, которые готовят воду для квартиры/коттеджа и устанавливаются в большинстве случаев под раковину на кухне. В них фильтруемая жидкость под напором просачивается через специальную перегородку с многочисленными отверстиями, отправляя в канализацию до 99% ненужных примесей.

Методы очистки воды от стронция и цезия от компании Diasel

Учитывая вред, наносимый радионуклидами цезия-137 и стронция-90 человеческому организму, необходимо контролировать присутствие в питьевой воде данных опасных элементов. Надежнее всего определение стронция в воде проводить в специализированных лабораториях. По результатам исследований принимается решение о необходимости дополнительной фильтрации воды. Наиболее эффективным вариантом очистки воды от радионуклидов цезия/стронция считается установка обратного осмоса. Она не только очистит воду от радионуклидов, но и существенно снизить уровень солей.

Наша компания предлагает своим заказчикам полный перечень услуг по выбору очистительных установок, начиная от консультаций по видам фильтров и заканчивая поставкой оборудования, подходящего под конкретный случай. Купить установку обратного осмоса для очистки воды от цезия/стронция можно: позвонив по телефону 8-499-391-39-59, заполнив форму на сайте или отправив сообщение по электронной почте [email protected]

diasel.ru

Стабильный стронций в питьевой воде Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

СТАБИЛЬНЫЙ СТРОНЦИЙ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ*

Р.Д. Маковский

ГНУ «Смоленский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Россельхозакадемии

Стабильный стронций длительное время входит в число химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, концентрация которых не должна превышать нормативов при определении возможности использования воды в питьевых целях. Однако при проектировании и эксплуатации водозаборов питьевой воды этот поллю-тант, имеющий второй класс опасности (СаНПиН 2.1.4.1074-01), практически не контролировался, в отличие от менее опасных, таких как нитраты, железо, марганец (третий класс опасности). Положение изменилось в последние годы, когда появились сообщения о значительном негативном влиянии высоких концентраций стронция в артезианской воде на здоровье людей в так называемых гидрогеохимических провинциях стронцийсодержащих подземных вод, довольно широко распространенных на территории бывшего СССР. Типичными примерами таких гидрогеохимических провинций являются: Казахстанская, Молдавская, Московская. Повышенное содержание стронция известно также в подземных водах Русской платформы и Предуральского прогиба [3], обогащены этим элементом также субрегионы биосферы в Читинской и Амурской областях, Таджикистане [2].

На территории Смоленской области, относящейся к Московскому артезианскому бассейну, вода большого числа источников сверх нормы загрязнена стабильным стронцием, в отдельных случаях выше ПДК в 10 раз и более (до 100 мг/л) [4]. В 2001 г. среднее значение содержания этого элемента в подземных артезианских водах выше норматива было зафиксировано в 7 районах области: Велижском, Глинковском, Демидовском, Дорогобужском, Духовщинском, Сафоновском и Ярцевском. Анализы, выполнявшиеся в последующие годы, показали, что загрязнение артезианских вод стабильным стронцием усиливается. Это можно объяснить увеличением в этот период отбора вод такого типа и, в связи с этим, поступлением потребителям воды из более глубоких горизонтов, сильнее загрязненных минеральными веществами.

Под воздействием стабильного стронция в 2001 г. в области находилось 211 тыс. человек. Эти данные, естественно, занижены, так как стронций контролировался менее чем в 5 % скважин, имеющихся в регионе. Соотношение кальция и стронция в питьевой воде выше 100 : 1 (считающееся безопасным) в Смоленской области наблюдалось менее чем в 20 % случаев. В значительном числе источников воды оно не достигает даже 10 : 1, что характерно для «уровских провинций».

*

Работа выполнена при поддержке администрации Смоленской области и Российского фонда фундаментальных исследований (грант 07-07-96414).

Пост. в ред. 01.08.2006.

Нами исследована связь этого загрязнения с заболеваемостью населения районов области широким кругом патологий. В большинстве случаев изучаемые зависимости имели экстремальный характер и коэффициенты линейной корреляции во всем интервале концентраций стронция не превышали по абсолютной величине 0,2-0,25. При анализе связи заболеваемости с загрязнением питьевой воды вдали от экстремумов, т. е. на участках зависимостей, близких к прямым линиям, установлено, что корреляция усиливается и достигает средних значений (0,4-0,5). Такой уровень отмечен, в частности, при травмах и заболеваниях костно-мышечной системы. Эффект, по-видимому, связан с влиянием изоморфного кальцию стронция на кальциевый обмен в организме людей. Еще более сильна связь загрязнения питьевой воды стабильным стронцием с количеством переломов конечностей населения в районах области. На территориях, питьевая вода которых содержит более 5-7 мг/л стронция, коэффициент корреляции изучаемых параметров достигает 0,9, т. е. отмечается почти функциональная линейная зависимость (см. рисунок).

Влияние содержания стабильного стронция в питьевой воде на количество переломов конечностей населения районов области (на 10 тыс. человек) и на энергию разрушения бедренной кости крысы под действием удара (Е разр.), мдж.

Полученный эффект изучен в лабораторных условиях на молодых белых крысах. Работы выполнялись совместно с сотрудниками Смоленской государственной медицинской академии. Контрольная группа животных получала водопроводную воду с содержанием стронция 0,3 мг/л. В воду для поения опытных животных вводили хлористый стронций в концентрациях 2,7 (гигиеническая ПДК для питьевой воды), 20 и 200 мг/л.

Выращенных опытных крыс декапитировали, собирали кровь и изолировали большую берцовую кость. Содержание кальция и стронция определяли в корме животных, сыворотке крови и костях. В крови определяли щелочную фосфатазу, как один из основных маркеров костного метаболизма.

Принципиальным отличием используемой нами методики от большого числа других исследований влияния стабильного стронция на организм белых крыс является то, что водой с разным содержанием поллютанта выпаивались не только непосредственно исследуемые животные [6, 7], но и их родители. Необходимость такого варианта связана с тем, что минеральный обмен формируется уже во внутриутробный период [5]. Этот вывод подтвержден нашими исследованиями. Если загрязненной стабильным стронцием водой выпаивались только молодые крысы в течение трех месяцев, прочность бедренной кости животного менялась слабо: на 7 % при переходе от 2 к 200 мг/л стронция в воде и на 12 % при переходе от 2 к 2000 мг/л пол-лютанта. В то же время при исследовании по нашей методике влияние резко усилилось (в 2,3 раза) при переходе от 2 к 200 мг/л стронция в воде (см. рисунок). Наше предположение о влиянии воздействия изучаемого фактора на плод животного подтвердилось данными о прочности костей крыс-матерей. Эффект при переходе от 2 до 200 мг/л стронция составлял всего 22 %.

Необходимо отметить, что как по статистическим данным, так и в результатах экспериментов влияние стронция имеет экстремум на уровне 2 мг/л. Это позволяет сделать предположение о слабой обоснованности увеличения значения ПДК стронция в питьевой воде с 2 до 7 мг/л. По нашему мнению, целесообразно дополнительно исследовать данный вопрос, и если ПДК выйдет на уровень 2 мг/л, то резко увеличится число людей, находящихся под воздействием стабильного стронция как в Смоленской области, так и в других регионах.

С ростом содержания стронция при практически неизменном количестве кальция в рационе животных установлены эффекты, характерные для нарушения кальциевого обмена в их организмах. Во-первых, в органах и тканях крыс снижается количество кальция и растет количество стронция. Соответственно уменьшаются значения отношения концентраций кальция и стронция, т. е. показателя, в значительной степени определяющего интенсивность остеопатологий. Во-вторых, статистически достоверно уже при 7 мг/л Бг в питьевой воде растет активность щелочной фосфатазы в крови животных. В-третьих, прямым измерением зафиксировано снижение прочности бедренных костей крыс под воздействием удара (исследование проводилось совместно с В.С. Шляховым).

Таким образом, экспериментальные исследования подтвердили вывод о негативном влиянии высокого содержания стабильного стронция в питьевой воде на физиологическое состояние млекопитающих, сделанный на основании анализа статистических данных.

Для предотвращения обусловленных стронцием заболеваний необходимо обеспечивать население питьевой водой, в достаточной степени свободной от загрязнения этим элементом. С этой целью возможна замена подземных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении поверхностными, содержащими стронций в концентрациях, как минимум, на порядок более низких.

Другое направление в предотвращении негативного влияния стронция -обработка загрязненных этим элементом артезианских вод. Мы исследовали влияние кипячения на содержание ионов щелочно-земельных металлов в двух партиях артезианской воды с различной исходной концентрацией (см. таблицу). Анализ воды выполнялся методом капиллярного электрофореза на установке «Капель».

Содержание щелочно-земельных металлов (ЩЗМ) и щелочных металлов (ЩМ) в артезианской воде

Вариант воды Содержание катионов ЩЗМ Содержание катионов ЩМ

Са2+ Бг2+ Са2+/Бг2+ Мв2+ К+ №+

Партия 1 до обработки 117,5 1,274 92 33,95 0,44 8,835

Партия 1 после кипячения 40,88 0,557 73 35,13 2,32 8,900

Партия 2 до обработки 63,98 15,45 4,1 35,42 4,57 5,599

Партия 2 после кипячения 16,57 4,072 4,1 37,75 5,91 9,162

Партия 2 после фильтрации 46,70 8,04 5,8 38,11 114,3 28,35

В обоих случаях в прокипяченной воде после удаления осадка содержание стронция существенно уменьшается. При этом в воде второй партии концентрация стронция уже не превышает ПДК. Необходимо отметить, что соотношение концентраций Са и Бг почти не меняется, так как одновременно снижается содержание кальция, что может считаться негативным эффектом, поскольку именно недостаток этого элемента обусловливает, главным образом, большое число остеопатологий. Тем не менее, кипячение воды оказывает позитивное влияние, так как с питьевой водой поступает незначительная часть кальция, до 99 % этого элемента присутствует в продуктах питания. Это же относится к подавляющему числу биологически важных элементов, за исключением фтора и стронция [1], что определяет эффективность снижения последнего в питьевой воде. Очистка воды достигается также использованием фильтров. Простейший дешевый вариант на основе природных цеолитов позволяет снизить концентрацию стронция почти вдвое (см. таблицу). Возможна очистка воды практически до любого необходимого уровня с использованием специальным образом подобранных фильтров (В. А. Никашина) или с помощью электрохимической технологии (Б.В. Фролов, Г.А. Ивлева, Г.А. Хачересов).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авцын А.П., Жаворонков А. А., Риш М. А. и др. Микроэлементозы человека. М.: Медицина, 1991. 496 с.

2. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Наука, 1974. 299 с.

3. Крайнов С.Р., Швец В.М. Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначения. М.: Недра, 1987. 237 с.

4. Областной доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Смоленской области в 2001 году». Смоленск, 2002. 103 с.

5. Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю. Кальций и развитие кости //Росс. педиатр. журнал. 2002. № 2. С. 34-36.

6. Marie P.J., Garba M.T., Hott M. е! al. Effect of low doses of stable strontium on bone metabolism in rats //Miner. Electrolyte Metab. 1985. № 11. P. 5-13.

7. Verberckmoes S.C., Behets G.L., Oste L. еt al. Ultrastructural localization of Strontium (Sr) in chronic renal failure rats loaded with strontium chloride //J. of Thrombosis and Haemostasis. 2003. V. 1. Suppl. 1; July. P. 12-18.

cyberleninka.ru

Стронций в воде

Стронций достаточно распространённый в земной коре металл. Хотя в чистом виде он попадается редко, так как очень активен и быстро вступает в различные химические реакции. Известно более 40 содержащих стронций минералов, например, целестин и стронцианит. Но чаще всего этот элемент попадает в природные воды при вымывании кальциевых пород, входя в их состав в виде примеси.

Из-за низкой растворимости естественное содержание стронция в природных водоёмах, как правило, не велико. Однако стоки предприятий радиоэлектронной, металлургической, пиротехнической и пищевой промышленности могут значительно увеличивать его концентрации в подземных и поверхностных источниках.

Чем опасен стронций?

Природный стронций входит в состав практически всех живых организмов и считается малотоксичным веществом.  Однако длительное употребление воды с превышенным содержанием этого вещества негативно сказывается на здоровье человека. По требованиям СанПин этот показатель не должен превышать 7 мг/л.

Стронций по своим свойствам очень близок к кальцию. Если этот элемент в повышенных дозах попадает в организм продолжительное время, то способен постепенно вытеснять ионы кальция из костных тканей и приводить к так называемой Уровской болезни. Это выражается в серьёзных деформациях костно-суставной системы и может привести к инвалидности. Особенно быстро накапливается стронций в детском организме, способствуя задержке роста.

Определить количество примесей стронция можно с помощью химического анализа воды. Для удаления избытка стронция используют фильтры комплексной очистки воды или фильтры на основе обратного осмоса.

• Привезите воду для анализа в офис нашей компании
  или отправьте результаты анализа воды нам на почту [email protected] с кратким пояснением, в каких объемах требуется очищенная вода
• Позвоните нам по многоканальному телефону 8(800) 222-80-97
  и получите консультацию специалиста

voda.kr-company.ru

«Пьем» стронций и хотим быть здоровыми

Экспертами Всемирной организации здравоохранения установлено, что 80 процентов всех болезней у людей возникают из-за неудовлетворительного качества питьевой воды. И если в целом по стране санитарно-гигиеническим нормативам три года назад не отвечало 10,8 процента проб (данные государственного доклада «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2011 году»), то в Смоленской области дела обстоят намного хуже. Почему и насколько, рассказал старший научный сотрудник СГМА, кандидат технических наук Ростислав Маковский.
Проблема слишком важна
- Ростислав Данилович, судя по тишине, окутавшей эту тему в кабинетах власти, проблема не так остра, как кажется...
- В три раза острее, чем в среднем по стране. В нашем регионе несоответствие проб питьевой воды из централизованных водопроводных сетей составляет 35,6 процента! С этими данными можно ознакомиться в докладе «О состоянии и об охране окружающей среды Смоленской области в 2011 году». (Данные актуальны и сегодня. - Прим. ред.)
- Что это дает «на выходе»?
- Более высокую заболеваемость населения, чем в других областях России.
- Возможно, дело в недостаточном развитии здравоохранения?
- Медицинский аспект в здоровье любой нации составляет не более 10 процентов, 30 процентов - состояние окружающей среды, 20 процентов - генетика, остальные 40 - образ жизни человека, его питание и, главным образом, то, какую воду он пьет. В нашей области централизованное водоснабжение производится практически полностью из артезианских скважин, поэтому на здоровье людей влияет вода именно этого вида. Из данных вышеназванного государственного доклада: «Смоленская область входит в число регионов с наиболее некачественной водой водопроводов, превышая втрое страну в целом по доле проб воды, не соответствующих нормативам. Выше допустимых значений в воде всех централизованных городских водозаборов и устойчиво нарастает содержание: Fe, Mn, F, Sr, Se, h3S...»
Если взять в целом ЦФО, то хуже дело с водой только в пяти регионах. При этом для пресных подземных вод нашей области характерна устойчивая тенденция к росту уровня загрязнения. Главная причина - длительная и мощная эксплуатация водоносных горизонтов. Это приводит к подтягиванию к ним некондиционных вод, находящихся неподалеку.
Губит людей... вода
В пробах питьевой воды, взятых из разных артезианских водозаборов, часто присутствует стабильный стронций. Это связано с тем, что на Смоленщине, на глубине 100 - 150 метров под поверхностью земли залегают породы, богатые этим элементом. Средняя глубина артезианских скважин, питающих почти все население региона, примерно такая же. Во многих случаях к стронцию добавляется изрядное количество нитратов. Для человеческого организма это круче, чем «коктейль Молотова».
- Как только речь заходит об улучшении качества питьевой воды, все разговоры сводятся к строительству станций обезжелезивания. Насколько они решают проблему?
- В очень малой степени. Станции рассчитаны на удаление железа и марганца, которые придают ей неприятный рыжеватый вид. При этом никто не обращает внимания на то, что эти элементы можно с натяжкой отнести лишь к третьему классу опасности. Их воздействие на человека очень незначительно и наносит скорее моральный вред, чем физический. Поэтому непонятно, почему те, кто разрабатывают планы профилактических мероприятий и всякие целевые программы по работе с питьевой водой, всегда ориентируются на простейшие показатели, от которых мало что зависит. Например, планируются обезжелезивание, деманганация и понижение уровня кальция. Это уберет желтизну воды, металлический привкус, защитит чайники от накипи. Но при этом из нее «уходят» кальций и магний, основа солей жесткости, без которых нормальный обмен веществ у человека невозможен.
- Что же остается?
- Стабильный стронций, элемент второго (повышенного) класса опасности по санитарно-токсикологическому признаку. Он «работает» как нервный и мышечный яд замедленного действия, медленно отравляя организм, выводя из строя его главные системы. Суть его действия в том, что он блокирует обмен веществ и замедляет поступление в организм таких нужных любому человеку элементов, как кальций, фосфор, йод. В результате становятся хрупкими кости, проявляется зобогенный эффект, разрушаются печень и кроветворные органы. Врачи отмечают ухудшение работы сердечно-сосудистой системы, увеличение количества ЛОР-заболеваний и болезней легких.
Длительное использование питьевой воды, содержащей от 10 мг/л стабильного стронция, замедляет рост детей. Наибольшую опасность для детского населения представляют стронций и нитраты. Остальные вещества, которые можно найти в воде, все вместе не превышают уровень минимального риска. В нашей области есть централизованные водозаборы, где содержание стронция в питьевой воде превышает ПДК более чем в 10 раз, если брать во внимание такой малообоснованный показатель, как 7 мг/л. Если же
взять более реальный - 2 мг/л, то «запрещенных» централизованных водозаборов станет намного больше.
Для того чтобы можно было оценить ситуацию более объективно, приведу данные мониторинга врача, доктора медицинских наук, профессора Л. В. Козловой, представляющей Смоленщину в Совете Федерации. Он показывает, что если в 1987 году процент здоровых дошкольников составлял 49,9, то в 2012-м он снизился до 7,7 процента. Среди школьников за тот же период времени процент здоровых детей и подростков упал с 32 до 5. А для всего населения области характерны низкая продолжительность жизни и ранняя смертность (для мужчин, как правило, в трудоспособном возрасте).
- Бывают случаи, когда в воде появляются и другие тяжелые металлы. Откуда они берутся?
- Они присутствуют не только в воде, но и почти во всех местных продуктах питания. Причина в том, что на Смоленщине со времен советской власти никто не проводил известкование почв, что привело к их сильному закислению. При этом снижается количество кальция, что увеличивает подвижность тяжелых металлов, которые в том или ином количестве всегда есть в почве.
В результате они попадают в растения, поедаемые животными, или просто отправляются на наш стол со свеклой, огурцами, зеленью...
Пить или не пить? Вот в чем вопрос...
Проблема с наличием в питьевой воде стабильного стронция появилась не сегодня и не вчера. А вот технологии очистки - сравнительно молоды. Но почему они не учитываются при разработке мероприятий по доведению воды до санитарных норм? Почему, несмотря на настойчивые требования смоленских ученых, не организован объективный экологический мониторинг в соответствии с Федеральным законом №7-ФЗ «Об охране окружающей среды»? Почему делаются только элементарные анализы на простейшие элементы, видимые невооруженным глазом? И эти «ПОЧЕМУ?» можно продолжать до бесконечности.
- Каким видится решение этой проблемы?
- В первую очередь необходимо наладить постоянный мониторинг артезианских источников, чтобы получать достоверные данные об их загрязнении. Пора прекратить бессмысленное дублирование одних и тех же мероприятий в различных целевых программах, направленных на улучшение качества питьевой воды.
Требуется четкое взаимодействие всех органов исполнительной власти, которые должны решать эту проблему, например, департаментов по природным ресурсам и экологии и здравоохранению. Все эти вопросы почему-то успешно решаются в других регионах. К примеру, в соседней с нами Тульской области, где вода почти ничем не отличается, были проведены исследования, результаты которых видны в этой таблице. Возможно, похожая картина сложится и в Смоленской области.
Ранжирование вредных веществ, загрязняющих питьевую воду, по коэффициентам опасности (HQ) показало, что наибольший риск для здоровья детей представляют нитраты и стронций, а все остальные вещества вместе взятые не превышают уровень минимального риска. Почему бы такое исследование не сделать и у нас? По крайней мере, имея на руках реальную картину происходящего, можно определиться с очередностью установки на централизованных водозаборах аппаратуры для очистки воды и разработать действительно действенную программу для решения этой проблемы огромной важности.
Автор: Андрей ЗАВЬЯЛОВ.

www.rabochy-put.ru

Стронций в источниках водоснабжения Архангельской области и его влияние на организм человека Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 546. 212:[546.42:546.41]:[612.392.3:613.31](470.11)

СТРОНЦИЙ В ИСТОЧНИКАХ ВОДОСНАБЖЕНИЯ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

© 2012 г. Е. В. Полякова

Институт экологических проблем Севера УрО РАН, г. Архангельск

Известно множество факторов окружающей среды, негативно сказывающихся на здоровье человека. Для территории Архангельской области как северного региона страны наиболее важными являются дефицит тепла и освещенности, резкая смена фотопериодичности и напряженный иономагнитный режим из-за близости магнитного полюса Земли [7]. Немаловажный фактор, воздействующий на здоровье человека, — качество потребляемой питьевой воды. По данным Всемирной организации здравоохранения, примерно 25 % всех болезней обусловлено загрязнением окружающей среды и в значительной степени воды, используемой в питьевых целях [3].

Основным источником централизованного водоснабжения в Архангельске и Архангельской области является р. Северная Двина, в которую поступают сбросы целлюлозно-бумажных комбинатов Республики Коми, Вологодской области и двух комбинатов Архангельской области. Таким образом, река в принципе не должна быть источником питьевого водоснабжения. По данным Управления Роспотребнадзора по Архангельской области, поверхностные водоисточники, относящиеся к бассейну Северной Двины, не соответствуют гигиеническим нормативам по санитарно-химическим и микробиологическим показателям (региональный доклад «О качестве питьевой воды в Архангельской области» от 23.04.2010) [20].

В то же время на территории нашей области имеются достаточно обширные запасы пресных подземных вод, приуроченных к СевероДвинскому артезианскому бассейну [16]. Однако значительная часть этих вод, удовлетворяющих по основным показателям СанПиН 2.1.4.107101 «Вода питьевая», является некондиционной в отношении стронция. Концентрации его в источниках, используемых для водоснабжения ряда городов и районных центров области (Мезень, Каменка, Карпогоры, Двинской Березник, Шенкурск, Вельск), существенно превышают предельно допустимые нормы (для пресных вод — 7 мг/л).

Распределение стронция в подземных водах Архангельской области. В подземные воды стронций попадает в процессе растворения и выщелачивания горных пород. На территории области установлена неравномерность распределения стронция в горных породах (табл. 1). Наиболее низкие содержания характерны для областей развития песчано-глинистых отложений венда (V), карбонатных пород среднего и верхнего карбона (С2+3) и ассельского яруса нижней перми (Р1а), а также для четвертичных образований ^). Наиболее высокие концентрации элемента характерны для доломитов и известняков сакмар-ского яруса нижней перми (Р^), алевролито-мергелевых отложений уфимского яруса верхней перми (Р2и), известняков казанского яруса верхней перми (Р2кг) и мергелей и алевролитов нижнетатарского-верхнеказанского яруса верхней перми (Р^ — ^).

На территории Архангельской области установлено достаточно много факторов, негативно влияющих на здоровье человека. Одним из них является качество потребляемой питьевой воды.

В подземных водных источниках, используемых для централизованного водоснабжения ряда городов и районных центров области, широко распространен стабильный стронций. Являясь биологически активным элементом, он оказывает влияние на костную ткань человека. Соотношение кальция и стронция в эксплуатируемых водах может рассматриваться как признак экологического неблагополучия территории и определять потенциальную возможность проявления уровской болезни. Ключевые слова: стронций, подземные воды, соотношение кальция и стронция, уровская болезнь.

Таблица 1

Содержание стронция в горных породах, подземных и поверхностных водах Архангельской области

Водонос- ный ком- плекс Литологический состав пород Среднее содержание стронция

Горные породы, мг/кг Подземные воды, мг/л Поверхностные воды, мг/л

Р2^1—к22 Мергели и алевролиты с прослоями глин, известняков, песчаников 2000 7 2,6

Р2кг Известняки с прослоями мергелей и песчаников, мергели 2400 20 4,5

Р2и Алевролиты, мергели 452 5 2,7

Р1® Доломиты и известняки с прослоями гипсов, гипсы и ангидриты 1006 7 3,5

Р1а Доломиты с прослоями известняков, гипсов и песчаников 363 2 0,5

С2+3 Известняки, доломиты 71 0,7 0,5

Урс1 Песчаники, аргиллиты, алевролиты 10 0,5 0,1

Соответственно подземные воды, приуроченные к отложениям венда, карбона и ассельского яруса нижней перми, характеризуются минимальными концентрациями стронция. В пермских водоносных комплексах содержания элемента возрастают в 3—8 раз. В Архангельской области аномально высокие (до 50 мг/л и выше) значения стронция отмечаются в районе нижнего течения р. Мезени (район г. Мезень, пос. Каменка). Здесь эксплуатируется водоносный горизонт карбонатных отложений казанского яруса верхней перми. Водоснабжение г. Мезень осуществляется 18 одиночными скважинами, 5 из них имеют повышенные относительно предельно допустимых концентраций содержания стронция. Это скважины южной окраины пос. Малая Слобода с содержаниями стронция от 9 до 17 мг/л, а также скважина в центральной части города с максимальным содержанием элемента — 38 мг/л. Водоснабжение пос. Каменка осуществляется 7 одиночными скважинами. Все они имеют повышенные содержания стронция от — 7,5 до 46,0 мг/л.

Содержание стронция в поверхностных водах Архангельской области практически полностью повторяет характер его распределения в подземных водах [18] (см. табл. 1).

Общие сведения о влиянии стронция на организм человека. В настоящее время накоплен обширный материал о миграции химических элементов по различным биологическим цепочкам, об уровнях всасывания, распределения, кинетике накопления и выведения их из организма человека.

Стронций является биологически активным элементом и играет существенную роль в организме человека. Он участвует в процессах свертывания крови и некоторых ферментативных реакциях в ка-

честве ингибитора или активатора [11]. Но основное воздействие стронций оказывает на костно-суставную систему человека. Попадая в организм, элемент включается в обмен веществ, изоморфно замещая кальций в гидроксилапатитовой молекуле костной ткани. Это может привести к изменению структурной организации костно-суставной системы в целом.

В структуре костной ткани человека примерно 70 % приходится на гидроксилапатит Са5(РО4)3(ОН). Это в среднем составляет 6 кг веса. Особенностью кристаллической структуры апатита является положение кальция в двух структурных позициях, обуславливающих возможность его замещения примерно 20 элементами: Sr, и, ТИ, Ва, №, Мп и другими, но в первую очередь стронцием в силу его изоморфизма с кальцием. Именно эти замещения традиционно исследуются медиками и биологами при возникновении многих заболеваний костно-суставной системы (артрозы, артриты, остео-порозы, остеохондроартрозы и пр.).

Наиболее известным эндемичным заболеванием костной системы, связанным с дисбалансом поступающих в организм человека элементов, является так называемая уровская болезнь, или болезнь Кашина — Бека. Она отмечена свыше 150 лет назад (1849) у людей, живущих по р. Уров, но наиболее подробно описана Н. И. Кашиным (1895) и в особенности Е. В. Беком (1906), который назвал ее «эндемическим деформирующим остеоартритом». Данное заболевание распространено в основном среди населения Восточной Сибири (Читинская и Амурская области), северных районов Кореи, Китая, Северного Вьетнама. Сходные болезни известны на Ближнем Востоке и в Швеции.

Основными симптомами болезни являются поражения костно-суставной системы, выражающиеся в утолщении суставов кистей, короткопалости, ограничении движений суставов, атрофии мышц, искривлении позвоночника и утолщении его позвонков, низкорослости (рис. 1). Заболевание начинается обычно в период роста организма и реже у лиц старше 20 лет. С возрастом костно-суставные изменения увеличиваются и приводят к резко выраженной деформации всего скелета, но главным образом конечностей [5].

Рис. 1. Поражение суставов верхних конечностей при уровской болезни

В. В. Ковальский [10] и другие авторы изучали «стронциевые провинции» на юге и севере Таджикистана. Ими были обнаружены «эндемические хондродистрофии», проявляющиеся, в частности, в низкорослости, короткорукости и короткопалости.

В настоящее время признанием пользуется биогео-химическая теория происхождения уровской эндемии, согласно которой причиной возникновения болезни является дисбаланс экзогенно поступающих в организм макро- и микроэлементов. Ряд авторов [9, 12] видят причину в недостатке либо избытке кальция и фосфора как основных остеотропных элементов, а также рассматривают их соотношение. Другие отмечают помимо кальция и фосфора роль марганца в формировании заболевания [6, 19].

А. П. Виноградов [4] высказал гипотезу, объясняющую болезнь недостатком кальция при некотором избытке стронция в компонентах ландшафта. По мнению В. В. Ковальского, разделявшего эту гипотезу, причиной заболевания может быть не только избыток или недостаток определенных химических элементов в цепи, но и их дисбаланс. Этот вывод отражает использование в качестве гидрогеохимической предпосылки эндемии Са^г, значение которого меньше 100 рассматривается как признак неблагополучия территории в отношении уровской болезни.

При исследовании геохимических особенностей природных вод Уровского биогеохимического района Л. В. Замана и Н. М. Гладкая [8] обратили внимание на повышенное содержание стронция в костях уровских больных. Уровни данного элемента в водах района составляли 0,01 — 1,67 мг/л, а в очагах эндемии не превышали 1,0 мг/л, но значение Са^г при этом нередко было меньше 100. Причина здесь в опережающем росте концентраций стронция по сравнению с кальцием, в большинстве случаев за счет выщелачивания стронцийсодержащего апатита.

A. П. Авцын обращает внимание на сопоставление так называемого стронциевого рахита и типичной болезни Кашина — Бека: «Не исключено, что уров-ская болезнь может быть особо тяжелой формой стронциевого рахита, развивающегося в крайне неблагоприятных климатических условиях» [1].

B. И. Лебедев и Н. И. Краснова [14] при изучении влияния фосфорных удобрений на организм человека и животных выделили категории, в которые попадают территории с разной экологической ситуацией в зависимости от величины соотношения кальция и стронция. К категории «экологическое бедствие» относятся территории с Са^г меньше 1, к категории «чрезвычайная экологическая ситуация» — Са^г от 1 до 10 и «относительно нормальная экологическая ситуация» — с Са^г больше 100.

C. Р. Крайнов и В. М. Швец [13] также отмечают важность биогеохимического значения величины Са^г подземных вод. Использование подземных вод с малым (меньше 100) значением этого показателя может привести к возникновению среди населения уровской эндемии. При одновременном

в кинетическом отношении переходе стронция и кальция из осадочных пород должны формироваться подземные воды с величиной Са^г порядка п х 100. В реальных подземных водах изменчивость этих соотношений гораздо большая. В грунтовых водах соотношение изменяется от 5 в подземных водах зон целестиновой минерализации до п х 100 в более минерализованных водах аридной зоны. В пластовых и трещинно-жильных маломинерализованных напорных водах величина Са^г изменяется от п х 10 до п х 100. Причины таких изменений заключаются преимущественно в вариациях геохимических особенностей водовмещающих пород (наличие в них гипса, целестина и т. д.).

Соотношение кальция и стронция в подземных водах Архангельской области. В связи с тем, что на территории Архангельской области обнаружены повышенные концентрации стронция в подземных водах, теоретически можно предположить наличие предпосылок для развития заболеваний, схожих с уровской эндемией. Поскольку установлено, что Са^г меньше 100 рассматривается как признак экологического неблагополучия территории, интересным представилось проследить его значения в подземных водах области. Для этого вначале было подсчитано отношение концентраций кальция и стронция для общего количества проб воды по каждому водоносному комплексу [18]. Затем выделены пробы с величинами Са^г больше и меньше 100 и вычислены их средние значения. Результаты сведены в табл. 2.

Таблица 2

Соотношение кальция и стронция в подземных водах Архангельской области

Водоносный комплекс / общее количество проб Среднее значение / количество проб

Са / Sr>100 Са / Sr<100

Р2к2 / 124 256 / 7 9,5 / 117

Р2и / 9 0 / 0 60 / 9

Р^ / 12 1552 / 2 80 / 10

Р,а - С2+3 / 48 7617 / 42 63 / 6

V / 9 922 / 3 26 / 6

На основании полученных значений можно выделить территории, на которых проявление заболеваний костно-суставной системы, имеющих сходные с уровской болезнью симптомы, наиболее вероятно. Для Архангельской области выделяется три таких района (рис. 2).

К первому (I) району относится территория, где вероятность возникновения заболеваний костносуставной системы среди населения полностью или практически отсутствует, ко второму (II) — зона с повышенной вероятностью и к третьему (III) — с высокой вероятностью проявлений подобных заболеваний.

Практически всю восточную и северо-восточную части области можно отнести к району I. Административно в эту категорию попадают Приморский, Онежский, Холмогорский, Плесецкий, Няндомский, Каргопольский, Коношский районы. Подземные

Рис. 2. Районы Архангельской области с различной вероятностью проявлений заболеваний костносуставной системы: 1 — примерные границы районов; 2 — районы с различной вероятностью проявлений заболеваний

воды данной территории развиваются на отложениях карбона и ассельского яруса нижней перми, а также вендских отложениях. Концентрации стронция в таких водах минимальны и не превышают 2 мг/л. Значения Са^г почти во всех пробах значительно больше 100.

Центральная часть области (Пинежский, Виногра-довский, Верхнетоемский, Шенкурский, Устьянский, Вельский районы), район II, характеризуется развитием гипсоносных отложений сакмарского яруса нижней перми и уфимского яруса верхней перми и относится к району с повышенной вероятностью проявлений заболеваний костно-суставной системы. Содержания стронция в подземных водах этих отложений не превышают 7 мг/л, но значения Са^г практически во всех пробах меньше 100, в среднем составляют 80 и 60 соответственно.

Северо-восточная часть области (Мезенский и Лешуконский районы) относится к району III. Здесь развиты казанские карбонатные отложения, обогащенные целестином. В большинстве проб воды

г. Мезень и пос. Лешуконское, а в пос. Каменка во всех пробах отмечаются высокие содержания стронция. Соотношение кальция и стронция практически во всех пробах значительно меньше 100 и в среднем составляет 9,5.

Тем не менее однозначный вывод о прямой зависимости проявлений заболеваний костно-суставной системы от уровня загрязнения питьевой воды стронцием делать не следует. Так, например, имеется ряд сообщений о позитивном влиянии стронция на развитие остеозаболеваний, в частности остеопороза (на чем основано широкое использование в последние годы ранелата стронция при лечении остеопороза) [21]. Это связано, по-видимому, с недостаточно широкими пределами концентрации элемента, в которых проводились все исследования [15].

М. В. Барвиш и А. А. Шварц [2] предложили ввести термин «биологически значимая концентрация» для того, чтобы определить содержание, с которого элементы, входящие в состав воды, необходимо учитывать при ее характеристике. Биологически значимая концентрация — это концентрация, при которой поступление элемента в организм с водой может сказываться на общем микроэлементном балансе человека. В основу одного из возможных подходов к определению биологически значимой концентрации авторы предлагают положить результаты статистических исследований среднесуточного потребления человеком различных элементов с пищей, водой и воздухом. За нижний предел биологически значимой концентрации принимается величина, при которой

поступление элемента в организм с питьевой водой составляет 5 % от общего среднестатистического поступления. Ежесуточное потребление питьевой воды принято равным 2 л.

Поскольку содержание стронция в суточном рационе населения предполагается незначительным, возможность повышенного поступления этого элемента в организм людей практически определяется его концентрацией в питьевой воде. Следует отметить, что нижний предел биологически значимой концентрации стронция для питьевой воды составляет 0,05 мг/л. При среднесуточном его потреблении свыше 2 мг у человека повышается риск развития заболеваний костно-суставной системы.

Некоторые рекомендации по использованию стронцийсодержащих подземных вод. С. Р. Крайнов и В. М. Швец в своей работе [13] отмечали, что подземные воды обладают способностью самоочищаться от загрязнений антропогенного и природного происхождения вследствие осаждения нормируемых элементов на геохимических барьерах. Создание искусственных барьеров является принципиально новым способом защиты среды от антропогенного и природного загрязнения, в основе которого лежит использование уже имеющихся в природе возможностей подземных вод к самоочищению. Особое внимание следует уделять формам нахождения химических элементов в миграционном потоке, их относительному количеству и особенностям самой среды миграции, так как именно это во многом определяет процесс осаждения элементов на различных геохимических барьерах.

При создании искусственных барьеров нужно учитывать эффективность действия их природных аналогов [17]. Самыми эффективными были признаны сорбционные барьеры: на них задерживаются практически все нормируемые СанПиН элементы. Таким образом, можно предположить и эффективность действия этих барьеров при очищении природных вод от стронция.

На территории Архангельской области природным сорбционным барьером, возможно, являются глинистые породы верхнеказанского-нижнетатарского водоносного комплекса верхней перми. В подземных водах карбонатных отложений казанского яруса верхней перми средние концентрации стронция 20 мг/л (скважины пос. Каменка), в песчано-глинистых татарских они снижаются до 7 мг/л (скважины г. Мезень). Вероятно, стронций сорбируется на глинистом барьере и его уровни в воде существенно снижаются [18].

Кроме того, по возможности нужно исключить эксплуатацию скважин с высокими концентрациями стронция в воде из системы централизованного водоснабжения населения.

В бытовых условиях необходимо использовать очистные фильтры для воды. В работе [15] указывается на эффективность применения проточного фильтра, сочетающего сорбцию активированным углем с действием природного ионообменника и

сорбента — минерала цеолита. Роль цеолита заключается в том, чтобы не только адсорбировать из воды вредные вещества, но и выделить содержащиеся в нем ионы, несомненно, полезные для здоровья человека. Более высокая селективность цеолита по отношению к стронцию в сравнении с кальцием обеспечивает улучшение Ca/Sr в ходе очистки воды на таких фильтрах.

Список литературы [References]

1. Avtsyn A. P. Urovskaya bolezn' (Kashina — Beka) [Kashin-Bek disease] // Vvedenie v geograficheskuyu patologiyu. M. : Meditsina, 1972. S. 154—163. [in Russian]

2. Barvish M. V., Shvarts A. A. Novyi podkhod k otsenke mikrokomponentnogo sostava podzemnykh vod, ispol'zuemykh dlya pit'evogo vodosnabzheniya [New approach to assessment of microcomponent composition of underground waters used for drinking water supply] // Geoekologiya. 2000. N 5. S. 467—473. [in Russian]

3. Binenko V. I. Ekologo-khimicheskie aspekty ukhudsheniya sostoyaniya zdorov'ya lyudei [Ecologo-chemical aspects of human ill health] // Ekologicheskaya khimiya. 2003. N 12 (4). S. 256-268. [in Russian]

4. Vinogradov A. P. Biogeokhimicheskie provintsii i ikh rol' v organicheskoi evolyutsii [Biogeochemical provinces and their role in organic evolution] // Geokhimiya. 1963. Vyp. 3. S. 945-959. [in Russian]

5. Vliyanie biogeokhimicheskogo okruzheniya na proyavlenie Urovskoi Kashina — Beka bolezni [Impact of biogeochemical environment on Kashin-Bek disease manifestation] / pod red. A. V Voshchenko. Chita : Izd-vo ChGMI, 1984. 100 s. [in Russian]

6. Voshchenko A. V., Sedov K. R., Ivanov V. N. Biogeo-khimicheskaya kontseptsiya proiskhozhdeniya bolezni Kashina — Beka [Biogeochemical concept of Kashin-Bek disease origin] // Byulleten' Sibirskogo otdeleniya AMN SSSR. Novosibirsk, 1988. Vyp. 3. S. 81—86. [in Russian]

7. Dobrodeeva L. K. Ekologo-fiziologicheskie podkhody v reshenii voprosov raionirovaniya severnykh territorii [Ecologo-physiological approaches in solution of problems of northern territories division into districts] // Ekologiya cheloveka. 2010. N 10. S. 3—11. [in Russian]

8. Zamana L. V., Gladkaya N. M. Geokhimicheskie oso-bennosti prirodnykh vod Urovskogo biogeokhimicheskogo raiona [Geochemical features of natural waters of Urovsky biogeochemical district] // Geokhimiya. 1993. Vyp. 2. S. 269—280. [in Russian]

9. Ivanov V. V. Ekologicheskaya geokhimiya elementov [Ecological geochemistry of elements]. M. : Nedra, 1994. 416 s. [in Russian]

10. Koval'skii V. V. Geokhimicheskaya ekologiya [Geochemical Ecology]. M. : Nauka, 1974. 280 s. [in Russian]

11. Kononskii A. I. Biokhimiya zhivotnykh [Animal Biochemistry]. M. : Kolos, 1992. 520 s. [in Russian]

12. Kravchenko S. M. Kal'tsii-fosfornoe otnoshenie v geokhimicheskikh landshaftakh i ego vliyanie na zdorov'e cheloveka [Calcium-phosphorus correlation in geochemical landscapes and its impact on human health] // Geoekologiya. 1998. N 1. S. 30—36. [in Russian]

13. Krainov S. R., Shvets V. M. Geokhimiya podzemnykh vod khozyaistvenno-pit'evogo naznacheniya [Geochemistry of service-drinking underground waters]. M. : Nedra, 1987. 237 s. [in Russian]

14. Lebedev V. I., Krasnova N. I. Ekologicheskie problemy primeneniya fosfornykh udobrenii [Ecological problems of phosphoric fertilizers’ application] // Acta Universitatus Wraclaviensis. N 1607. Wroclaw, 1995. P. 137-142. [in Russian]

15. Makovsky R. D. Zdorov'e naseleniya i okruzhayushchaya prirodnaya sreda regiona [Population health and natural environment of the region] // Ekologiya cheloveka. 2006. N 12. S. 9-11. [in Russian]

16. Malov A. I. Podzemnye vody Yugo-Vostochnogo Belomor'ya: formirovanie, rol' v geologicheskikh protsessakh [Ground waters of South-Eastern district of White Sea region: formation, role in geological processes]. Yekaterinburg : UrO RAN, 2003. 234 s. [in Russian]

17. Perel'man A. I. Geokhimiya [Geochemistry]. M. : Vysshaya shkola, 1989. 423 s. [in Russian]

18. Polyakova E. V. Strontsiisoderzhashchie vody Yugo-Vostochnogo Belomor'ya [Strontium-containing waters of South-Eastern White Sea region]. Yekaterinburg : UrO RAN, 2009. 102 s. [in Russian]

19. Rosin I. V. O bolezni Kashina — Beka [About Kashin-Bek disease] // Revmatologiya. 1990. Vyp. 1. S. 63—66. [in Russian]

20. Sostoyanie i okhrana okruzhayushchei sredy Arkhangelskoi oblasti v 2010 godu. [State and protection of Arkhangelsk region environment in 2010]. Arkhangelsk : Izd. tsentr SGMU, 2010. 320 s.

21. Toroptsova N. V., Korotkova T. A. Strontsiya ranelat v lechenii osteoporoza: dokazatel'stva effektivnosti [Strontium ranelate in treatment of osteoporosis: evidence of effectiveness] // Nauchno-prakticheskaya revmatologiya. 2010. N 1.

S. 19—23. [in Russian]

STRONTIUM IN WATER-SUPPLY SOURCES OF ARKHANGELSK REGION AND ITS IMPACT ON HUMAN HEALTH

E. V. Polyakova

Institute of Ecologycal Problems of the North Ural Branch of Russian Academy of Sciences, Arkhangelsk

On the territory of the Arkhangelsk region, many factors of negative impact on human health have been established. One of them was quality of consumed drinking water. In the water sources used for centralized water supply of some cities and district centers of the region, stable strontium is widely spread. Being a biologically active element, strontium influences human bone tissue. The relation of calcium to strontium in maintained waters can be considered as a sign of ecological trouble on the territory and can determine potential possibilities of manifestation of Kashin-Bek disease.

Keywords: strontium, underground waters, relation of calcium to strontium, Kashin-Bek disease

Контактная информация:

Полякова Елена Викторовна — кандидат геолого -минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории глубинного геологического строения и динамики литосферы Института экологических проблем Севера Уральского отделения РАН

Адрес: 163000, г. Архангельск, Наб. Северной Двины,

д. 23

Тел., факс: (8182) 28-76-36

E-mail: [email protected]

cyberleninka.ru

Очистка воды от стронция

Источником загрязнения производственных вод стронцием являются некоторые виды горных пород и отложений. Для пресных вод содержание стронция как правило не превышает 7 мг/л, но в некоторых районах данная концентрация может быть значительно выше. По своему химическому составу стронций схож с кальцием, но его вредное воздействие на организм человека значительно опасней и приводит к возникновению различных заболеваний, именно поэтому очистка воды от стронция является важной задачей.

Существуют различные способы очистки воды от стронция (его соединений), которые условно можно разделить на реагентные и безреагентные.

Реагентные методы очистка воды от стронция включают в себя обработку растворами реагентов изменяющими фазовое состояние элемента с последующим укрупнение образовавшейся частицы и ее осаждение в отстойниках и фильтрах. К реагентным методам относится так же ионный обмен, который осуществляется с применением ионообменных смол, требующих периодической регенерации путем обработки растворами химических веществ. Данных метод очистки воды от стронция является трудоемким, т.к. требует постоянного наличия на площадке складирования химических реагентов для регенерации ионообменных смол.

Наиболее перспективным способам очистки воды от стронция является применение метода обратного осмоса. Принцип очистки воды данным методом основан на фильтрации обрабатываемой воды под давлением через полупроницаемые мембраны. Особенность мембран заключается в том, что они способны пропускать через себя молекулы воды, задерживая при этом ионы растворенных веществ, в том числе и стронций.

Группа Компаний "ЭКОХОЛДИНГ" предлагает современный и высокоэффективный метод очистки воды от стронция, с использованием установок обратного осмоса (УМО), который позволяет получать чистую воду при незначительных энергозатратах.

www.ecoholding.ru

Формирование стронций-содержащих подземных вод в Беломорье Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 550.46: 551.49

ПОЛЯКОВА Елена Викторовна, научный сотрудник лаборатории экологической радиологии Института экологических проблем Севера Уральского отделения РАН. Автор 7 научных публикаций

МАЛОВ Александр Иванович, доктор геоло-го-минералогических наук, главный научный сотрудник лаборатории экологической радиологии Института экологических проблем Севера Уральского отделения РАН. Автор более 100 научных публикаций, в т. ч. трех монографий

ФОРМИРОВАНИЕ СТРОНЦИЙ-СОДЕРЖАЩИХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В БЕЛОМОРЬЕ

Стронций, подземные воды, водоснабжение, карбонатные породы, гипсы

В последние годы установлена довольно широкая распространенность стронция в подземных водах Архангельской области. Концентрации его в водных источниках, используемых для водоснабжения значительного количества городов и районных центров (Мезень, Каменка, Карпогоры, Двинской Березник, Шенкурск, Вельск), существенно превышают предельно допустимые нормы (по Сан-ПиН 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая» - 7 мг/л для пресных вод).

Стронций является биологически активным элементом. Попадая в организм человека, он изоморфно замещает кальций в костной ткани, что приводит к деформации костной системы в целом. Особенно опасно по-

требление подземных вод с кальций-стронци-евым отношением меньше 100, что является гидрогеохимической предпосылкой Уровской эндемии (болезни Кашина-Бека). В связи с этим возникают проблемы использования данных вод для питьевых и лечебных целей. Появляется необходимость нахождения участков с минимальными содержаниями стронция в водах или же способов очистки подземных вод от этого компонента. Изучение проблемы формирования стронций-содержащих вод способствует появлению более обоснованных представлений о способах ее разрешения и определяет актуальность данного направления.

На территории Юго-Восточного Беломо-рья (ЮВБ) наблюдается неравномерность

распределения стронция в горных породах. Наиболее низкие содержания характерны для областей развития песчано-глинистых отложений венда, карбонатных пород среднего и верхнего карбона и ассельского яруса нижней перми, а также для четвертичных образований. Для этих отложений средние значения содержаний стронция составляют: в породах венда - 10 мг/кг, карбона - 71 мг/кг, ассельского яруса нижней перми - 363 мг/кг. Кларк стронция в осадочных породах составляет 450 мг/кг, в песчаниках - 200 мг/кг, в карбонатных породах - 610 мг/кг. Для пермских отложений средние значения содержаний стронция в породах следующие: в породах сакмар-ского яруса нижней перми, представленных доломитами и известняками с прослоями гипсов и ангидритов - 1006 мг/кг, в алевролито-мергелевых отложениях уфимского яруса верхней перми - 452 мг/кг, в известняках казанского яруса верхней перми - 2400 мг/кг и в мергелях и алевролитах татарского яруса верхней перми - 2000 мг/кг.

На рис. 1 показана карта распределения стронция в подземных водах зоны активного водообмена. Здесь отчетливая взаимозависимость содержаний стронция в подземных водах и водовмещающих породах. Минимальные содержания стронция (0-2 мг/л) характерны для подземных вод, развивающихся в отложениях венда, карбона и ассельского яруса нижней перми. В пермских породах, распространенных восточнее показанной на рисунке границы сакмарского яруса нижней перми, содержания стронция существенно возрастают: от 2-7 мг/л вблизи границы сакмарского яруса до 7-50 мг/л на правобережье р. Кулой, на площадях развития отложений верхней перми. Аномально высокие значения стронция -до 50 мг/л - отмечаются в районе нижнего течения р. Мезень (г. Мезень, пос. Каменка).

Здесь развиты карбонатные отложения казанского яруса верхней перми с максимальными содержаниями стронция [1].

2

Рис. 1. Распределение стронция в подземных водах зоны активного водообмена: 1 - граница сакмарского яруса нижней перми, 2 -изолинии содержаний стронция, мг/л

Обобщенные данные по содержаниям стронция в горных породах, подземных и поверхностных водах сведены в таблице.

Среди факторов, контролирующих формирование стронций-содержащих подземных вод на территории ЮВБ, можно выделить следующие: состав и возраст водовмещающих пород, мощность перекрывающих отложений, состав атмосферных осадков, химический состав подземных вод, интенсивность подземного стока, фильтрационные свойства пород, интенсивность сульфатного и карбонатного карста.

Химический макрокомпонентный состав подземных вод определяется прежде всего

Средние содержания стронция в горных породах, подземных и поверхностных водах на территории ЮВБ

В одовмещающий комплекс Литологический состав пород Средние содержания стронция, мг/л

в горных породах в подз емных водах в поверхностных водах

Р^-к^ Мергели и алевролиты с прослоями глин, известняков, песчаников 2000 7 2,6

Р2к7 Известняки с прослоями мергелей и песчаников, мергели 2400 20 4,5

р2ы Алевролиты, мергели 452 5 2,7

Р!3 Доломиты и известняки с прослоями гипсов, гипсы и ангидриты 1006 7 3,5

р^ Доломиты с прослоями известняков, гипсов и песчаников 363 2 0,5

С2+3 Известняки, доломиты 71 0,7 0,5

УрС Песчаники, аргиллиты, алевролиты 10 0,5 0,1

основным составом водовмещающих пород. В карбонатных породах преобладают гидрокарбонатные магниево-кальциевые воды, в сульфатных - сульфатно-кальциевые, в песчано-глинистых - гидрокарбонатно-натрие-вые и кальциевые.

Стронций относится к числу микрокомпонентов подземных вод. Он может встречаться в породах любого литологического состава, большей частью входит в состав карбонатных, сульфатных и песчано-глинистых пород в качестве элемента-примеси либо в виде изоморфных замещений кальция в структуре кристаллических решеток минералов: в сульфатных породах - гипса и ангидрита, в карбонатных - известняка и доломита. Он не определяет основной состав породы, но активно участвует в процессах растворения и выщелачивания, происходящих под воздействием атмосферных и подземных вод. Кроме того, стронций может образовывать самостоятельные минералы - стронцианит (8гС03) и целестин ^гё04), а также присут-

ствовать в сорбированном виде на глинистых коллоидах, откуда трудно десорбируется [2, 3].

В целом содержания стронция в подземных водах, как показано выше, непосредственно связаны с его распределением в водовмещающих породах: чем выше валовые содержания стронция в породах, тем выше и его концентрации в подземных и поверхностных водах.

В осадочных породах накопление стронция происходит в основном в процессе испарительного концентрирования морской воды в мелководных изолированных от моря солеродных бассейнах в условиях аридного климата. На территории ЮВБ подобные бассейны и условия имели место в каменноугольное и пермское время. В ходе испарительного концентрирования морской воды в первую очередь при минерализации порядка 70 г/л, осаждались карбонаты, затем, при минерализации около 140 г/л, - сульфаты. Стронций, входя в состав как карбонатных, так и суль-

фатных минералов, соосаждался и с карбонатами (известняками, доломитами), и с сульфатами (гипсами, ангидритами). Однако первоначальные максимальные его скопления в виде целестина, как правило, были приурочены к кровле карбонатных отложений.

Переход стронция в подземные воды осуществляется в процессе растворения и выщелачивания горных пород. Растворимость гипсов и ангидритов в пресной воде составляет примерно 2 г/л, целестина - 0,11 г/л, кальцита - 0,06 г/л [4]. Поэтому наиболее интенсивно происходит растворение гипсов и ангидритов с изоморфным $г2+, затем - целестина, и наименее выражен процесс растворения карбонатных пород с изоморфным Sr2+.

На рис. 2 приведен график зависимости содержаний стронция в подземных водах и горных породах от состава водовмещающих пород. Из рисунка видно, что содержания стронция в песчано-глинистых породах значительно ниже, чем в породах с преобладанием карбонатных и сульфатных разностей, так как в песчано-глинистых отложениях стронций в основном присутствует в сульфатах и карбонатах, заполняющих трещины и входящих в состав цемента. В ряду песчано-глинистые - сульфатные - карбонатные породы максимальные концентрации стронция имеют место в карбонатных породах, средние -в сульфатных, минимальные - в песчано-глинистых. Такая же зависимость отмечается и для подземных вод, приуроченных к этим отложениям.

Однако следует заметить, что в более молодых карбонатных отложениях казанского яруса верхней перми концентрации стронция достигают более высоких значений по сравнению с карбонатными породами сред-него-верхнего карбона и ассельского яруса нижней перми. То же наблюдается и в песча-

но-глинистых породах: в венде стронций практически отсутствует, в уфимском и татарском ярусах верхней перми его содержания существенно возрастают. Таким образом, можно предполагать взаимосвязь между содержанием стронция в подземных водах и возрастом водовмещающих отложений: чем древнее отложения, тем ниже в них содержания стронция (рис. 2). Это в значительной степени можно связывать с длительностью процесса извлечения стронция подземными водами. Если обозначить возраст пород в млн лет, то отложения венда существуют примерно 600 млн лет, каменноугольной системы - 340, а пермской - 285 млн лет. Естественно, что вымывание более растворимых соединений из пород венда и карбона происходило в последующие геологические периоды в связи с поднятием территории ЮВБ. В целом имеет место перераспределение стронция из более древних краевых частей Мезенской синекли-зы на восток, в более молодые бассейны верхнепермского осадконакопления.

Рис. 2. Сравнительная характеристика распределения стронция в породах с преобладанием карбонатных и сульфатных, песчаноглинистых разностей (мг/кг), а также в подземных водах (п-10, мг/л), приуроченных к этим породам

Другой важный фактор, оказывающий влияние на формирование стронций-содержа-щих подземных вод, - мощность перекрывающих отложений. На территории ЮВБ перекрывающими являются в основном че -твертичные образования. Покров их в целом маломощен, как правило, менее 20 м, часто сокращается до первых метров или отсутствует полностью. Мощности до 100 м характерны в основном для западной части краевого окаймления Беломорско-Кулой-ского плато, более 100 м - для разрезов пе-реуглубленных палеодолин неоген-четвер-тичного возраста [5]. От мощности перекрывающих отложений зависит величина химического стока стронция: чем мощнее покров четвертичных отложений, тем меньшее количество стронция выносится из пород в подземные и поверхностные воды (рис. 3), поскольку чем более открыты коренные породы с поверхности, тем благоприятнее их контакт с агрессивными водами атмосферных осадков.

Мощность четвертичных отложений, м

Рис. 3. Зависимость величины химического стока стронция (т/год-км2) от мощности перекрывающих четвертичных отложений

Жидкие атмосферные осадки принадлежат к ультрапресным водам. Концентрации лю-

бых веществ и элементов в них минимальны. Проходя через почвенный горизонт, они обогащаются СО2 биогенного генезиса, вследствие чего растворяющая способность их резко увеличивается. Таким образом, атмосферные осадки являются мощным фактором, разрушающим и растворяющим горные породы.

На содержание стронция в подземных водах оказывает влияние их химический состав. По особенностям водной миграции стронций является «спутником» кальция (термин А.И. Перельмана). Sr2+ хорошо мигрирует в гидрокарбонатных и хлоридных водах, но плохо в сульфатных [6].

В пресных гидрокарбонатных водах, развитых на площадях распространения горных пород венда, карбона, ассельского яруса нижней перми и четвертичных образований, содержания стронция незначительные. Здесь он появляется в результате подтока минерализованных вод из более глубоких горизонтов и разбавления их пресными, а также вследствие растворения немногочисленных гипсовых включений, обогащенных стронцием и целестином.

В слабосолоноватых сульфатных водах сакмарского яруса нижней перми концентрации стронция достигают 7 мг/л. Стронций появляется здесь в результате растворения гипсов и ангидритов, слагающих 40-80-метровую толщу пород соткинской свиты. Гипс принадлежит к числу сравнительно легко растворимых минералов. Процесс растворения происходит до его концентрации в воде порядка 2,2 г/л, затем сменяется осаждением. Но при содержаниях сульфат-иона в растворе более 1 г/л маломинерализованные воды становятся пересыщенными по отношению к сульфату стронция, и он в виде целестина выпадает в осадок.

Карбонаты характеризуются более низкой растворимостью. Уже при минерализации порядка 0,5 г/л процесс их растворения сменяется осаждением. При отсутствии существенных включений гипса с примесями стронция в карбонатах происходит опережающий рост содержаний растворенного сульфата стронция по сравнению с растворенными карбонатами. В этом случае концентрации стронция в растворе достигают максимальных значений (до 50 мг/л), что отмечается в пресных гидрокарбонатных подземных водах карбонатных отложений казанского яруса верхней перми [7].

При прочих равных условиях на формирование стронций-содержащих подземных вод влияют интенсивность подземного стока, фильтрационные свойства горных пород и развитие сульфатного и карбонатного карста (рис. 4).

Рис. 4. Зависимость химического стока стронция (т/год-км2) от модуля подземного стока (л/с-км2)

Можно отметить, что наблюдается тенденция к росту химического стока стронция с увеличением значений модулей подземного стока с территории. Но линейной зависимости не отмечается, что связано с действи-

ем других факторов, описанных выше. Показанная тенденция объясняется тем, что максимальные содержания стронция и высокие значения модулей подземного стока характерны для карбонатных и сульфатных пород (в песчано-глинистых породах оба этих показателя минимальны), а также для участков с минимальной мощностью (либо полным отсутствием) перекрывающих отложений. Совпадение указанных двух факторов ведет к пропорциональной зависимости: при самых высоких значениях модулей подземного стока отмечается максимальный химический сток стронция (это территория интенсивно карстующихся гипсоносных пород).

В то же время эта взаимосвязь осложняется действием такого фактора, как возраст пород. В более древних карбонатных породах значения модуля подземного стока достаточно велики, а показатели химического стока стронция минимальны. В больших количествах стронций присутствует только в молодых карбонатных отложениях перми, соответственно, и значения его химического стока выше на этих участках.

Существует зависимость между фильтрационными свойствами горных пород (коэффициент фильтрации) и интенсивностью химического стока стронция: с увеличением фильтрационных свойств горных пород уменьшаются значения химического стока стронция (рис. 5). Максимальные значения коэффициента фильтрации характерны для карбонатных отложений среднего-верхнего карбона - ассельского яруса нижней перми, химический сток стронция здесь минимальный. Возможно, что при формировании данных пород стронций содержался в них в больших количествах (поскольку в более молодых карбонатных породах отмечаются высокие

концентрации стронция), но с течением времени и в связи с поднятием территории ЮВБ был вымыт.

25 50

Коэффициент фильтрации

Рис. 5. Зависимость химического стока стронция (т/год-км2) от коэффициента фильтрации (м/сут)

Таким образом, подводя итог вышесказанному, можно сделать следующие выводы. Ведущим фактором, контролирующим формирование стронций-содержащих подземных вод на территории Юго-Восточного Беломо-рья, является состав водовмещающих пород и валовые содержания в них стронция. Стронций входит в состав как карбонатных, так и сульфатных пород, но первоначальные максимальные его концентрации в виде целести-

на приурочены к кровле карбонатных отложений. При равном литологическом составе на формирование стронций-содержащих вод оказывает влияние возраст водовмещающих отложений: в пермских породах содержания стронция значительно выше, нежели в отложениях карбона и венда. В целом имеет место его перераспределение из более древних краевых частей Мезенской синеклизы на восток, в более молодые бассейны верхнепермского осадконакопления.

На содержание стронция в подземных водах оказывает влияние их химический состав: Sr2+ хорошо мигрирует в гидрокарбонатных водах, но плохо в сульфатных. Также содержание стронция зависит от мощности перекрывающих отложений: чем более открыты коренные породы с поверхности и чем благоприятнее их контакт с агрессивными водами атмосферных осадков, тем большее количество стронция вымывается из пород.

При прочих равных условиях на формирование стронций-содержащих подземных вод влияют фильтрационные свойства горных пород, интенсивность подземного стока и развития сульфатного и карбонатного карста.

Список литературы

1. Малое А.И., Тюхтина Е.В. Природное загрязнение стронцием подземных и поверхностных вод Архангельской области // Сергеевские чтения. М., 2002. Вып. 4. С. 382-385.

2. Аналитическая химия стронция. М., 1978.

3. Юдоеич Я.Э., Майдль Т.В., Иванова Т.И. Геохимия стронция в карбонатных отложениях. Л., 1980.

4. Самарина В.С. Гидрогеохимия: Учеб. пособие. Л., 1977.

5. Малое А.И. Подземные воды Юго-Восточного Беломорья: формирование, роль в геологических процессах. Екатеринбург, 2003.

6. Перельман А.И. Атомы-спутники. М., 1990.

7. Малое А.И. Экологические функции подземных вод. Екатеринбург, 2004.

Polyakova Elena, Malov Aleksandr FORMATION STRONTIUM-CONTAINING UNDERGROUND WATERS IN BELOMORYE

The major factors controlling formation of strontium-containing underground waters on the territory of South-East Belomorye are the following: structure and age of water-containing rock, capacity of overlapping deposits, structure of atmospheric precipitation, chemical composition of underground waters, intensity of groundwater flow, filtration properties of rock and intensity of karst development. The structure of rock and total contents of strontium in it are the leading factors.

Рецензент - Мискевич И.В., кандидат географических наук, заведующий лабораторией промысловой океанологии СевПИНРО

cyberleninka.ru

материалы всерос. науч. конф. Т. 1 / [отв. ред. А.А. Плеханов]. – Вологда, 2012. – С. 346- 348.

В Вологодской области доля использования подземных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении во многих районах составляет до 90%, а в большинстве западных районов области нужды населения полностью обеспечиваются подземными водами.

В результате анализа данных мониторинга подземных вод установлена широкая распространенность стронция в подземных водах Вологодской области. При избыточном поступлении стронций с особенно большой скоростью накапливается в организме детей до четырехлетнего возраста, когда идет активное формирование костной ткани, что приводит к развитию стронциевого рахита и уровской болезни, которые сопровождаются нарушением обмена кальция, дистрофическими изменениями костно-суставной системы и увеличением ломкости костей. ПДК стронция в питьевой воде – 7 мг/л.

Важнейшим фактором формирования стронцийсодержащих подземных вод является его наличие в горных породах. Он входит в состав карбонатных и сульфатных пород, образуя стронцианит и наиболее распространенный целестин, либо изоморфно замещая кальций. В основном стронций поступает в подземныеводы при растворении целестина в результате обменной реакции с гидрокарбонатом кальция. При этом образуется более подвижный в воде углекислый стронций.

В Вологодской области концентрации стронция, превышающие ПДК, отмечены в Вожегодском (8 проб), Грязовецком, Тотемском, Междуреченском, Сокольском и Верховажском районах. Стронцийсодержащие подземные воды приурочены преимущественно к пермскому и нижнетриасовому водоносным комплексам. Водовмещающие породы представлены трещиноватыми известняками различной степени загипсованности. Гипс, являясь водным сульфатом кальция (CaSO4 * 2h3O), в виде примесей довольно часто содержит стронций.

Наибольшее количество стронция (до 18 мг/л) отмечено в водах пород казанского яруса, а также значительное содержание стронция характерно для татарского (до 5 мг/л) и полдарского (до 8 мг/л) водоносных горизонтов пермской системы. Формирование стронция в этих горизонтах связано с наличием целестина в водовмещающих породах. Однако не всегда в водах пермских отложений количество стронция повышено, даже в пределах одного населенного пункта содержание его значительно колеблется.

Также отмечены превышения концентрации стронция в водах пермо-триасового водоносного комплекса (до 8,5 мг/л), а близкие к предельным содержания элемента характерны для ветлужского комплекса триасовой системы (до 7 мг/л).

В областях развития карбонатных пород воды с несколько повышенным количеством стронция отмечаются и в аллювиальных отложениях. В четырех пробах (в Вожегодском районе), приуроченных к четвертичному водоносному горизонту, отмечено содержание стронция до 16 мг/л. Как отмечает Е. В. Полякова, чем больше породы контактируют с атмосферными осадками, тем выше значения химического стока стронция.

Содержание стронция в водоносных горизонтах каменноугольной, верхнедевонской, неогеновой и юрской систем колеблется на уровне 1 мг/л и не превышает 3,5 мг/л.

Таким образом, концентрация стронция в подземных водах зависит, главным образом, от условий формирования водовмещающих пород и содержания стронция в них.

В целом на территории Вологодской области уровни суммарного индивидуального риска от химического загрязнения питьевой воды для взрослого населения, отражающие вероятность развития злокачественных новообразований на протяжении жизни, оцениваются как допустимые для населения. Однако, зная о повышенных концентрациях стронция в подземных водах в скважинах п. Кадниковский и п. Вожега Вожегодского района, необходимо учитывать это при решении проблем водоснабжения этого района.

www.booksite.ru

влияние на организм, избыток и недостаток, стронций в продуктах

История открытия и названия стронция довольно обычна: этот металл был обнаружен в составе минерала, найденного во второй половине XVIII века, и позже названного стронцианитом – деревня в Шотландии, где нашли этот минерал, называлась Строншиан. Только через 30 лет учёные поняли, что в найденном минерале есть новый металл, а в чистом виде стронций выделили ещё позже - это сделал в 1808 году Хэмфри Дэви, знаменитый английский химик и физик.

Стронций – серебристо-белый, мягкий и пластичный металл; он очень активен и быстро вступает в химические реакции, но в природе не встречается в чистом виде, а только в составе минералов, чаще вместе с кальцием; минералов, содержащих стронций, на сегодня известно около 40, но промышленное значение имеют только некоторые из них.

Стронций и его соединения применяются в разных областях промышленности и науки: в радиоэлектронике, металлургии, пищевой промышленности, медицине. Любопытно, что в пиротехнике стронций применялся ещё тогда, когда не был известен, как отдельный элемент: его соединения позволяли получать огни красного цвета, поэтому фейерверки и салюты почти до середины XX века были основной областью применения стронция.

В медицине стронций - Sr90 - используется для проведения лучевой терапии при опухолях, эрозиях и других поражениях тканей и органов, но так можно лечить только те очаги, которые расположены неглубоко – например, в коже и слизистых оболочках.

Стронций в продуктах

Стронций входит в состав многих живых организмов: он есть в бактериях, растениях, в тканях животных, и его количество зависит от особенностей того или иного вида, а также от присутствия других химических элементов.

В организм животных он попадает с пищей и водой; точно так же он поступает в организм человека – от 0,8 до 3 мг в сутки, хотя мы можем получать его и другими путями: из воздуха; при работе на производствах, где используется природный стронций; в медицине – там применяется стронций радиоактивный.

Если стронций поступает с пищей и водой, то организм усваивает его только на 5-10%; больше всего стронция в растительных продуктах – пшенице, ржи, ячмене, капусте, луке, редисе, редьке, петрушке, укропе, свекле, помидорах; а также в хрящах и костной ткани – там он накапливается чаще всего.

У человека он тоже концентрируется в костях, и во взрослом организме его может быть примерно 320 мг; есть он также в лимфоузлах, лёгких, печени, почках и крови. Ещё стронций попадает в наш организм через кожу и при вдыхании воздуха.

Что касается воды, то в нашей стране допустимое количество в ней стронция почему-то вдвое превышает такой же показатель для США.