Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Fluor v podzemní vodě na riftu v Etiopii

Publikováno: Vesmír 93, 162, 2014/3
Obor: Geologie

V posledních letech stoupá zájem o kontaminanty, které se dostávají do podzemní vody bez vlivu lidské činnosti, tedy jako důsledek geologických procesů (geogenní kontaminanty). Typickým příkladem je arzen, který se např. v Bangladéši a Západním Bengálsku v Indii dostává do podzemní vody při rozpouštění oxidů a hydroxidů železa v redukčním prostředí v sedimentech s vysokými obsahy organické hmoty. Konzumace podzemní vody kontaminované arzenem má za následek různé formy rakoviny.

Dalším typickým geogenním kontaminantem je fluor. Ten se vyskytuje ve vulkanických horninách a jeho hlavním minerálem je fluorit (CaF2), v češtině nazývaný kazivec. Po jeho uvolnění z vulkanických hornin se fluor váže do jílů nebo zůstává v podzemní a povrchové vodě. Nedávno bylo zjištěno, že velké množství fluoru se dostává do vzduchu v uzavřených budovách při spalování uhlí v Číně. Další oblasti, kde je fluor velkým problémem, jsou Šrí Lanka, Tamilnádu v jižní Indii a hlavně Etiopie. Důsledkem pití vody s koncentrací fluoru nad 1 mg/l je dentální a skeletální fluoróza. Dentální fluoróza se projevuje hnědými skvrnami na zubech a poškozením zubní skloviny. Skeletální fluoróza pak již představuje pokročilé stadium, kdy dochází k deformacím kostí a kloubů, a tím k trvalé invaliditě.

Hlavní geologickou strukturou v Etiopii je riftové údolí, které má často strmé svahy vázané na geologické zlomy. Táhne se od Jordánska až po Mosambik. Jde o nejdelší pevninskou strukturu tohoto typu, kde ztenčení zemské kůry doprovází aktivní vulkanismus. Nalézají se tu vulkanické horniny jako ryolity a bazalty. Na rift je vázána řada jezer, z nichž některá mění z geologického hlediska rychle svůj tvar i velikost, jako např. jezero Beseka. Kvůli vysokému výparu voda v těchto jezerech obsahuje takové koncentrace různých látek, že je často nepoživatelná. Rift se ve východní Etiopii
rozšiřuje do široké planiny Afarského trojúhelníku. Na jeho začátku leží jezero Beseka, které se v poslední době z ne zcela jasných důvodů zvětšuje. Protože ale dochází ke sbližování chemismu vody v jezeře a v podzemí, je pravděpodobné, že tektonické pohyby aktivovaly zlomy, po kterých podzemní voda proudí do jezera. Nárůst plochy jezera je velkým problémem pro dopravu, protože v okolí jezera vede silnice a železnice do hlavního přístavu v Džibuti využívaného Etiopií.

Podrobný průzkum pramenů a vrtů v riftové zóně odhalil vysoké koncentrace fluoru. Více než 41 % vzorků přesáhlo hranici 1,5 mg/l, doporučenou Světovou zdravotnickou organizací. U hlubokých vrtů byl tento limit překročen u 50 % vzorků a u horkých pramenů dokonce u 90 % vzorků. Skutečnou raritou jsou koncentrace 264 mg/l v jezeře Shala a 202 mg/l v jezeře Abijata. Ve zmiňovaném jezeře Beseka dosahuje koncentrace fluoru 32 mg/l. Vysoké koncentrace fluoru jsou vázány na podzemní vody s vysokými koncentracemi sodíku a bikarbonátu a naopak nízkými koncentracemi vápníku. To je způsobeno nízkou koncentrací vápníku v horninách na riftu. Hlubší podzemní voda má často vysoké teploty, protože v riftové zóně je vysoká hodnota tepelného toku. Fluor se do podzemní vody dostává při interakci horké podzemní vody s horninami. Jakmile je mobilizován, nemůže se z důvodu nízké koncentrace vápníku vysrážet ve fluoritu a zůstává ve vodě.

Vysoké koncentrace fluoru ve vodě představují závažné zdravotní riziko pro obyvatelstvo Etiopie žijící v riftovém údolí. Pokud jsou využívány vysoce produktivní vrty pro hromadné zásobování, dodání vápníku např. ve formě drceného kalcitu způsobí vysrážení fluoritu a snížení koncentrace fluoru na podlimitní. Řada rodin ale využívá studny a vrty s nízkou vydatností pro omezený počet osob. V tomto případě je možné využít domácí filtry, ve kterých je směs písku a kostní moučky. Ta se skládá hlavně z minerálu hydroxyl-apatitu, který obsahuje hydroxylovou skupinu (Ca5(PO4)3OH). Při průtoku vody s vysokou koncentrací fluoru přes filtr nahradí hydroxylovou skupinu fluor a vzniká fluor-apatit (Ca5(PO4)3F) a fluor je z vody odstraněn. Filtr je ale třeba poměrně často měnit.

Je zřejmé, že s probíhajícími klimatickými změnami a nárůstem populace zvláště v rozvojových zemích, jako je Etiopie, se bude zvyšovat spotřeba podzemní vody a patrně i zhoršovat její kvalita. Proto je včasná detekce geogenních kontaminantů a jejich cenově dostupné odstraňování z vody prioritou pro místní vlády a organizace zabývající se distribucí a kvalitou vody.

Literatura

Rango T. et al.: Groundwater quality and its health impact: An assessment of dental fluorosis in rural inhabitants of the Main Ethiopian Rift, Environment International 43, 37–47, 2012.

Tekle-Haimanot R. et al.: The geographic distribution of fluoride in surface and groundwater in Ethiopia with an emphasis on the Rift Valley, Science of the Total Environment 367, 182–190, 2006.

Soubory

článek ve formátu pdf: V201403_162-163.pdf (295 kB)

Diskuse

Žádné příspěvky