Круговорот селена

Содержание селена в земной коре около 500 мг/т. Селен, распространен повсеместно, однако, неравномерное распределение этого элемента по поверхности земли приводит к существованию регионов с естественно повышенной и пониженной концентрацией селена в окружающей среде. Основным источником селена для животных являются растения, которые потребляют, селен из почвы. Концентрация селена в почвах различных типов изменяется в очень широких пределах от 10-6 до 10-3%, концентрация селена в морской воде 4×10⁻⁴ мг/л.Основная масса этого элемента в почве находится в виде элементарного селена, селенидов, селенитов, и в составе сложных органических соединений.

Сегодня селен, признан незаменимым микроэлементом. Его высокая биологическая активность определяется возможностью замещения в отдельных случаях функцией витамина Е, повышением выработки эндогенных антиоксидантов, влиянием на некоторые стороны метаболических и синтетических процессов (тканевое дыхание, иммунобиологическую реактивность организма). Исследования последних лет показали, что селен в малых дозах выполняет важные биохимические функции, главная из которых – способность связывать свободные радикалы, предотвращая их разрушительное действие.

До настоящего времени нет систематизированных данных о содержании селена в основных типах почв, в растениях, произрастающих на этих почвах, и животноводческой продукции местного производства. С учетом того, что биологический круговорот химических элементов происходит в пищевой цепи: почва – растение – животное – животноводческая продукция - человек, информация о содержании в различных звеньях этой цепи тех или иных элементов, в частности селена, имеет большое теоретическое и практическое значение.

Круговорот фтора

Круговорот фтора в природе охватывает литосферу, гидросферу, атмосферу и биосферу. Основная масса фтора находится в рассеянном состоянии в различных горных породах. Фтор содержится также в почвах, в воде, растениях, в живых организмах, шлаках и флюсах. В состав вулканических газов всегда входит фтористый водород, который попадает в почву вместе с атмосферными осадками.

В растения фтор поступает из почвы путем перекачивания микроэлементов из нижних горизонтов в верхние, из тех накоплений пыли, которые образуются из самой почвы или путем оседания аэрозолей промышленных выбросов. Растения, которые произрастают на почвах, не перегруженных фтором, содержат его от 1 до 15 мг/кг. Повышение концентрации водорастворимых соединений фтора в воздухе, почве и воде приводит к накоплению фтора в растениях. Способность растений накапливать фтор (главным образом фтористый водород, соли плавиковой кислоты) дает возможность использовать их как биоиндикаторы для мониторинга загрязнения окружающей среды соединениями фтора.

В круговороте фтора в природе принимает участие не только растительный, но и животный мир. Некоторые организмы содержат фтор в виде минералов - франколита Са5(РО4,СО3)зР (брахиоподы, моллюски, позвоночные), флюорита CaF2 (аннелиды, моллюски, иглокожие), аморфного флюорита CaF2 (аннелиды, хордовые).

Этот элемент передается животным через воду и пищу в нормальных, недостаточных или чрезмерных количествах. Животные, также как и растения способны ассимилировать растворимые в воде соединения фтора. Подобно растениям, животные также могут накапливать фтор в органах, тканях и секретах, что представляет определенную опасность для человека. Так, в естественных условиях в молоке коров, потребляющих растения с повышенным содержанием фтора, концентрация этого элемента в несколько раз превышает допустимые значения, составляя 64-118 мкг%. Содержание фтора в мясе этих животных превышает допустимые нормы в 4 раза, в печени и молоке - в 1,5 -1,8 раз. Возможность живых организмов ассимилировать водорастворимые соединения фтора, накапливать их в повышенных концентрациях представляяется особо важной проблемой.

Человек является конечным звеном сложной цепи биогеохимической системы: горные породы - почвы - воды - растения -животные. Пути поступления фтора из окружающей среды в организм человека могут быть разнообразными и довольно сложными. В каждой конкретной ситуации имеет значение лишь непосредственный источник поступления этого элемента.

Главным источником фтора (фтористых соединений) для человека является питьевая вода, т.е. концентрация фторид-иона в питьевой воде представляется фактором, определяющим уровень поступления фтора в организм. Кроме воды фтор поступает в организм человека с пищей. Пищевые продукты имеют меньшее значение в обеспечении потребности человека во фторе по сравнению с водой - с пищей в организм поступает фтора в 4-6 раз меньше, чем с питьевой водой, содержащей оптимальное его количество, что объясняет большое гигиеническое значение содержания фтора в питьевой.

Питьевая вода с концентрацией фтора более 0,2 мг/л является основным источником его поступления в организм. Воды поверхностных источников характеризуются преимущественно низким содержанием фтора (0,3-0,4 мг/л). Высокие содержания фтора в поверхностных водах являются следствием сброса промышленных фторсодержащих сточных вод или контакта вод с почвами, богатыми соединениями фтора. Максимальные концентрации фтора (5-27 мг/л и более) определяют в артезианских и минеральных водах, контактирующих с фторсодержащими водовмещающими породами.

Повышенное содержание фтора в воде (более 1,5 мг/л) оказывает вредное влияние на людей и животных, у населения развивается эндемический флюороз. Отмечается характерное поражение зубов, нарушение процессов окостенения скелета, истощение организма. Пониженное содержание фтора (менее 0,7мг/л) приводит к возникновению кариеса. Содержание фтора в питьевой воде нормируется (0,7-1,5мг/л). Установлено, что систематическое использование населением фторированной воды снижает и уровень заболеваний, связанных с последствиями одонтогенной инфекции (ревматизм, сердечно-сосудистая патология, заболевания почек и др.).

Следует отметить, экологическое равновесие между организмами, населяющими планету и фтором, обусловленное низкой растворимостью в воде большинства его природных соединений.