Как определить фтор в воде. Чем опасен фтор в воде
Авторы статьи исходили из гипотезы негативного влияния пониженного содержания фтора на возникновения кариеса у детей. В статье выполнен обзор современных научных данных о значении фтора в формировании кариеса зубов, о классификации природных вод, в том числе для питьевого водоснабжения. В материале описаны вероятные механизмы превращения фтора в организме.
Состояние проблемы
Здоровье населения находится в прямой зависимости от состава природных вод в источниках, из которых осуществляется регулярное водоснабжение данной территории. Ежедневно человек употребляет 1,5−2,5 литра воды, которая не должна, в идеале, содержать никаких вредных примесей, негативно воздействующих на здоровье человека. В то же время, питьевая вода должна содержать достаточное количество микроэлементов, участвующих в обменных процессах человека .
В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, состав и соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород. Большое влияние на состав природных вод, как поверхностных, так и подземных, оказывает техногенное загрязнение.
Вода с повышенной минерализацией влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно-солевое равновесие, в результате чего наступает рассогласование многих метаболических и биохимических процессов в организме. Систематическое употребление дистиллированной и мало минерализованной воды вызывает нарушение водно-солевого равновесия, в основе которого лежит реакция осморецептивного поля печени, выражающаяся в повышенном выбросе натрия в кровь. В результате происходит перераспределение воды между внеклеточной и внутриклеточной жидкостями. В эксперименте на лабораторных животных и добровольцах установлено, что нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является пустой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации питьевой воды находится в диапазоне 200−400 мг/л, магния – 10 мг/л
Повышенная жесткость воды может быть одним из этиологических факторов в развитии уролитиаза, слишком низкое содержание солей жесткости способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний. Это основывается на данных многих исследований . Содержание фтора в природных и питьевых водах составляет особую проблему. Фтор широко распространен в природе. Его содержание в земной коре 0,01%. Чаще всего фтор встречается в виде фторидов с металлами. Много фтора содержат некоторые слюды, лепидолит, турмалин, фосфорит, фторапатит, гранит, и т.
Фтор относится к веществам, способным изоморфно включаться (в низких концентрациях) в состав апатита, образуя более прочные его аналоги. Фтор замещает гидроксильную группу в молекуле гидроксиапатита, превращая его во фторапатит, который более устойчив к воздействию кислот. Атмосферные осадки, воды тающих снегов, проникая в глубокие слои земли, вымывают различные слои. В тех местах, где почва богата соединениями фтора, происходит обогащение его солями. Поэтому чаще подземные воды более богаты фтором, чем воды рек, озер, колодцев .
1) Очень низкая концентрации – до 0,3 мг/л, при которой заболеваемость населения кариесом зубов в 3−4 раза больше, чем при оптимальной концентрации фтора; у детей наблюдается задержка окостенения и дефекты минерализации костей. Пятнистость эмали зубов первой степени может наблюдаться у 1−3% населения.
2) Низкая концентрация фтора – 0,3−0,7 мг/л – флюороз первой степени у 3−5% населения.
3) Оптимальная концентрация фтора – 0,7−1,1 мг/л – заболеваемость кариесом близка к минимальной.
4) Повышенная, но еще допустимая концентрация фтора – 1,1 – 1,5 мг/л 0 флюороз у 2% людей.
5) Выше предельно допустимой – 1,5 – 2 мг/л – флюороз у 30% населения.
6) Высокая концентрация фтора – 2−6 мг/л – до 80% населения страдает флюорозом в эндемическом районе (Патрикеев В.К.).
7) Очень высокая концентрация фтора – 6−15 мг/л – заболеваемость кариесом зубов значительно больше минимальной. До 80−100% населения поражено флюорозом с преобладанием тяжелых форм. Значительно увеличены стираемость и ломкость зубов. У детей часто наблюдаются нарушения в развитии и минерализации костей, у взрослых – остеосклероз костей.
В отношении механизма действия фтора на зубы до настоящего времени имеются лишь отдельные предположения. Одни авторы считают, что фтор, являясь ферментативным ядом, снижает активность фермента фосфатазы, связывает в организме соли кальция, которые затем выводятся почками и потовыми железами. В результате объединения организма солями кальция происходит нарушение минерализации эмали зубов . По мнению других исследователей (и это более обоснованное представление), при повышенном содержании фтора в питьевой воде изменения в тканях зубов возникают в результате токсического действия фтора, как одного из наиболее активных элементов, на энамелобласты во время развития эмали, в результате чего нарушаются процессы ее формирования и обызвествления . При оптимальном содержании фтор способствует более интенсивному включению кальция в обызвествленные ткани организма. Вступая в реакцию с кристаллами гидроксиапатита эмали, фтор образует соединения, более устойчивые к воздействию кислот, уменьшает проницаемость эмали зубов, укрепляя микрокристаллическую решетку эмали. Фтор обладает бактерицидным действием, снижая ферментативную активность (кислотообразующую) микробов. Недостаток фтора в рационе питания способствует развитию кариеса, т.к. нарушается связь между органическими (белковыми) и неорганическими (известковыми элементами эмали и дентина зубов .
Многочисленные клинические наблюдения свидетельствуют о том, что кариес у детей наиболее интенсивно развивается в первые годы после прорезывания зуба, что совпадает с периодом незрелой эмали. Минерализация обеспечивается высокой степенью проницаемости эмали незрелых зубов (в течение года после прорезывания зуба).
В процессе созревания в эмаль поступают ионы кальция и фосфора, которые накапливаются во всех слоях эмали, особенно в поверхностном. Образуется высокополимеризованный слой толщиной до трех микронов, который характеризуется высокой устойчивостью к действию кислот. Если в это время фтора в эмаль поступает достаточно, то увеличивается содержание фторапатитов. Устойчивость эмали к развитию кариеса зубов повышается. До прорезывания зуба фтор поступает в эмаль из сыворотки крови, а после прорезывания еще и из слюны. включение фтора в эмаль из слюны доказано научно. Фтор регулирует процесс поглощения кальция твердыми тканями зуба. Скорость минерализации в присутствии фтора значительно возрастает. Даже при такой низкой концентрации фтора как 1:1000 скорость минерализации возрастает в 3−5 раз.
Для эндогенной (внутренней) профилактики и экзогенной (наружной) профилактики кариеса применяются соли фтора: фтористый натрий, фториды олова, свинца, цинка, меди, серебра, железа, циркония, сурьмяно-фтористый натрий и калий, фтористый аммоний, тетрафторид титана, аминофториды, монофторфосфат натрия, фторированные ксилит и сорбит .
Собственные исследования
Город Чайковский расположен на юге Пермского края на реке Каме в зоне подпора Воткинского водохранилища. По данным филиала центра гигиены и эпидемиологии в г. Чайковском на 2005 г. в реке Касса при заборе воды выше очистных сооружений концентрация фтора в воде соответствует оптимальному уровню, pH ближе к нейтральному, а жесткость воды превышает показатели в артезианских скважинах в 3 раза. Имеется превышение содержания тяжелых металлов (марганец, медь, цинк, железо и алюминий). Причем в прежние годы была возможность брать воду на анализ лишь с поверхности водоема. Теперь оснащение лаборатории отдела экологии и природопользования позволяет провести исследование всей толщи воды. Индекс загрязненности водоемов является самым низким по всей Пермской области: воду можно отнести к третьему классу (уровень умеренного загрязнения). Если на протяжении ряда лет по тяжелым металлам были превышения ПДК до 50−70 раз (например, по марганцу), то в последние годы эти показатели на много снизились – до 12−13, т.к. ужесточается контроль по сбросу сточных вод.
Для среднего Урала, где расположен г. Чайковский Пермской области, норма фтора в питьевой воде составляет 1,0−1,5 мг/л. В скважинах города концентрация фтора в воде различна. Так в скважинах микрорайона Уральский (школа № 6) на 2005 год концентрация фтора составляет 0,15 мг/л, что по классификации соответствует очень низкому уровню. В скважине у хлебокомбината на сегодняшний день концентрация фтора в воде также не соответствует норме. В скважинах г. Чайковского, обеспечивающих питьевое водоснабжение города, вода имеет пониженную жесткость: в среднем от 0,15 до 0,9 мг-экв/л, максимум – 3,45 мг экв/л (в скважине Завокзального района) при норме 7 мг-экв/л. Соответственно, как указывалось ранее, существует риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний.
Водородный показатель (рН) воды города превышает допустимую норму и только в скважине Завокзального района рН соответствует норме.
В воде почти всех скважин города присутствуют азотосодержащие вещества органического происхождения. Регистрируются разовые нарушения гигиенических нормативов по сухому остатку и уровню фтора.
Детский возраст лучше всего подходит, чтобы использовать способность к подражанию и в игровой форме стимулировать заботу о здоровье своих зубов и десен. Путем постоянного повторения и тренировок можно в течение школьных лет сформировать у детей осознание необходимости постоянно заботиться о своем здоровье.
В раннем детстве ребенок наиболее обучаем, так как копирует поведение родителей и воспитателей. В школьные годы организм интенсивно растет. В этом возрасте завершается созревание эмали постоянных зубов. С 11 до 15 лет завершается формирование прикуса. Стоматологи относят подростков к группе риска, требующей повышенного внимания при планировании профилактических мероприятий: уроков здоровья в школах.
В РФ содержание фтора в питьевой воде занижено. Открытые водоемы имеют концентрацию меньше 0,5 миллиграммов в одном литре воды. Только Уральский и Подмосковные регионы характеризуются завышенным значением этого показателя – около 4,4 мл/л. Во многих стран СНГ и России началась активная фторизация воды. Сегодня технологии развиты не так хорошо, что бы быть внедренными во все районы. Многие ученые начинают оспаривать оправданность фторизации. Статистика указывает на снижение заболеванием кариесом, что говорит в пользу внедрения программы. Однако избыток фтора приводит к развитию серьезных заболеваний. Не всегда можно контролировать количество постигаемого фтора с разных источников. Отрицательное влияние внесение фтора в сточные воды, а потом и в водоемы, отмечено в экологической обстановке. Длительное воздействие повышенной концентрации пока не изучено.
Фтор в водоисточниках
На нашей планете фтор является распространенным элементом. Однако в свободном состоянии он встречается не часто. Фтор самый электроотрицательный и реакционный: реагирует со всеми веществами при любой температуре. В естественной среде он часто встречается в соединении с кальцием или алюминием. В промышленных целях используют плавиковый шпат, который содержит почти 50% фтора. Основная добыча ведется в России, США, Казахстане, Мексике.
В природных источниках воды содержание фтора объясняется его способностью легко растворяться. Концентрация может доходить до 100 мг/л.
- почвой и ее консистенцией;
- геологические, физические и химические показатели района;
- пористость породы;
- температура;
- кислотность;
- глубина и др.
Более 25 мг/л фтора содержится в индийских, кенийских и южноамериканских водах. Почти все белорусские и российские подземные воды имеют более 1,5 мг/л, а большая часть украинских вод – менее 0,5 мг/л. Воды на поверхности земли имеют меньшую концентрация – до 0,3 мг/л. Исключением являются азербайджанские и казахстанские водоемы – до 11 мл/г.
Поступаемое в организм количество фтора зависит от рациона питания, качества питьевой воды и воздуха. Различный климат ведет к разному потреблению воды. Поэтому необходимо внимательно следить за ее очисткой. При использовании зубной пасты с фтором, в организм может попадать до 50 мкг фтора, а если полоскать зубы эликсиром – около 2 мг. Различные лекарственные препараты и фторсодержащий воздух могут значительно увеличить ежедневное потребление фтора.
Фтор в питьевой воде
Основным источником фтора являются соли в питьевой воде и пищи. Они попадают в желудочно-кишечный тракт и переносятся кровью ко всем органам. Почти половина фтора оседает в костях и зубах. Постепенно кости освобождают лишний фтор, он с остальными солями выводится наружу. У детей и подростков оседает больший объем фтора, а отдается – меньше. Так же фтор аккумулируется в аорте в виде соединений с кальцием. Частым заболеванием является кальциноз аорты – атеросклероз.
В костях фтор накапливается из-за схожести с кальцинированными тканями. Фторид-ионы занимают место гидроксильных ионов в костях благодаря ионному обмену и рекристаллизации.
Кислотная среда пагубно действует на фторапатиты и ведет к их разрушению. Фтор сокращает костную резорбцию. Так же без него не образуются гидроксиапатиты, которые образуют новые кости.
Количество фтора в организме зависит от:
- возрастной группы (до 55 лет его количество растет);
- половой принадлежности;
- типа кости.
В зависимости от возраста фтора должно быть 100-9700 мг/кг, а в зубах – 90-16000 мг/кг. Разные слои зубной эмали имеют различную концентрацию фтора.
Освобожденный костями фтор выходит через мочу. Для выведения фторидов необходимо от 1 недели до 8 лет.
Биогенное назначение фтора:
- образование соединений с активаторами ферментных систем;
- обмен витаминами;
- может участвовать в образовании гормон щитовидной железы, что влияет на ее функциональность;
Фтор может быть не только полезным, но и вредным. Ион фториды – ингибитор ферментов и приводит к нарушению импульсов нервной системы. Одни врачи считают, что последствия избыточного воздействие иона фтора и ферментов быстро прекращается при снижении поступаемого фтора. Другие ученые говорят про серьезные необратимые отклонения в работе организма.
Влияние фтора на организм человека начали изучать еще в 1931 году. Было доказано, что дефицит фтора в питьевой воде (до 0,2 мг/л) приводит к значительному росту числа зубных заболеваний. Концентрация выше 5 мг/л является основным источником гиперфторирования человека. Особенно страдают от флюороза дети в период активного роста: зубы деформируются и меняют цвет, страдает скелет. Флюороз опорно-двигательного аппарата имеет три стадии. Первые две не проявляются внешне. Только рентгеновское исследование может показать деформацию формы и поверхности костей таза, позвоночника. Основными симптомами являются: болевые ощущения в суставах, мышечная слабость, расстройство желудка и кишечника, снижение аппетита. Со временем боль начинает носить постоянный характер, наблюдается кальциноз связок, остеопороз, острые шпоры на костях. Конечной стадией может стать соединение частей позвоночника, который изменяет форму человека. Если в организм каждый день будет поступать 20 мг фтора на протяжении 2 лет, то человек будет иметь флюороз уродующей стадии. Во многих африканских странах, а так же Китае и Индии большая часть населения имеет изменения в скелете.
Алюминиевое производство характеризуется высокой концентрацией фтора в воздухе и близлежащих водных источниках. У населения отмечается флюороз, нарушенная работа печени, сердечно-сосудистой системы.
В 1992 году на Аляске в питьевую воду дополнительно вводили фтор до полезной концентрации. Однако произошел сбой оборудования, что привело к потреблению воды с большим содержанием фтора более 6 месяцев. Пострадало около 300 человек. Это наглядный пример, что необходимо ответственно подходить к фторированию питьевой воды.
Сегодня полностью не изучено влияние фтора на организм взрослых людей и детей. Оптимальной концентрацией считается 1 мг/л. Такое количество помогает бороться с кариесом и не приводит к флюорозу.
Фторирование питьевой воды
Первый раз фторирование использовалось в 1945 году в США. Сегодня оно характерно 39 странам во всем мире. Фторирование питьевой воды поддержано многими медицинскими организациями.
Для фторирования воды используют фтораторные установки для коммунального водоснабжения. Для жарких стран рекомендуют содержание фтора – до 0,7 мг/л, а с умеренным климатом – до 1 мг/л. В нашей стране существует специальный ГОСТ 2874-90.
Основными причинами фторирования являются:
- содержание фтора менее 0,5 мг/л;
- повышенное количество заболеваний кариесом.
Для фторирования питьевой воды необходимо:
- централизованный водопровод с насосными и водоочистительными станциями;
- квалифицированные работники;
- постоянная поставка фторсодержащего сырья;
- финансовые ресурсы.
Плюсами фторирования воды:
- охватывает большое количество людей вне зависимости от их желания;
- доступно для бедных слоев населения;
- снижение пародонта;
- невысокая стоимость;
- снижение затрат на содержание стоматологического персонала.
Минусами являются:
- обязательно необходим централизованный водопровод;
- экономически нерационально в малых населенных пунктах;
- обеспечения безопасных условий труда персонала;
- отсутствие выбора для человека;
- тщательный контроль за работой оборудования и персонала;
- исследования для определения необходимой дозировки.
В сельской местности или малонаселенных городах рекомендуют использовать фторобогащенную воду заводского производства. Так же популярны школьные программы фторирования воды, когда в бак с водой добавляют раствор фторида.
Очистка воды от фтора
Для снижения содержания фтора в питьевой воде используют несколько методов:
- химический;
- физический;
- электролитный.
При химической очистки воды используют определенные реагенты. Часто это оксиды алюминия и магния. Ионы фтора и фторидов связываются и удаляются. Полную очистку питьевой от фтора это метод не гарантирует. Но он дешевый и возможен в промышленном производстве.
Электролитический способ применяют в качестве предварительной очистке. Он снижает износ фильтров и удаляет крупные загрязнения.
Фильтры с активированным углем являются дешевым способом очистки питьевой воды. Однако он будет эффективен только при частой замене. Наиболее приемлемый эконом вариант для домашней фильтрации.
Большую продуктивность имеют фильтры с обратным осмосом. Специальная мембрана не пропускает примеси и органику.
В промышленности удаления фторидов используют отстойник, в который погружают алюминиевые электроды. Совмещаются два метода очистки: электролитическая очистка и осаждение диоксидом алюминия фторидов. Дополнительно на электроды оседают медь, железо и др. вредные вещества.
Специалисты рекомендуют для дома использовать мембранные фильтры. Если необходимо фильтровать всю воду, то используют гибридную систему с несколькими степенями очистки. Допускается разделение потоков воды: для питья и для бытовых нужд. Внешние действие фтора не столь губительно, как внутреннее.
Фтор (в переводе с греч. - разрушение) -это химический элемент, относящийся к галогенам, устойчивый компонент природных вод. Содержание его в земной коре велико – в пределах 0.095% по массе. Как примесь, фтор содержится в подземных водах, входит в состав различных минералов. Его концентрация в морской воде составляет 1.2-1.4 мг/л. Разность концентрации фтора на протяжении года несущественна: колебания происходят, как правило, не более двух раз в год. В водах поверхностных источников достаточно низкое содержание фтора -от 0.3 до 0.4 мг/л. Причиной высокого содержания фтора в таких водах являются либо контакт вод с почвами, насыщенными соединениями фтора, либо последствия сброса промышленных фторсодержащих сточных вод. Максимальными концентрациями фтора, в количестве от 5 до 27 и более мг/л, отличаются минеральные и артезианские воды, которые контактируют с фторсодержащими водовмещающими породами.
Чем опасен фтор в воде?
Потребность взрослого человека во фторе составляет 2-3 мг/сутки. Проникает в организм этот элемент с воздухом, пищей, водой и зубными пастами. Эффективнее всего способны усваиваться фториды, растворенные в воде, с которой в организм поступает 2/3 суточной дозы фтора. Таким образом, решающее значение имеет концентрация фтора именно в воде. Питьевая вода с содержанием фтора от 0.2 мг/л – это основной источник его проникновения в организм. Фтор является одним из самых важных элементов для здоровья человека. Вместе с тем, норма его потребления предельно близка к дозе, способной оказать токсическое воздействие. Количество поступающего в организм фтора должно находиться строго в существующих рамках, гарантирующих пользу и безопасность. Малейшее отклонение от нормы чревато возникновением ряда заболеваний, имеющих отношение к нарушению обменных процессов в костных тканях. Это, в первую очередь, отражается на зубах: при избытке фтора развивается флюороз, а при недостатке – кариес.
Вместе с тем, систематическое использование воды с допустимым содержанием фтора, снижает уровень заболеваний, присущих одонтогенной инфекции (заболевания почек, сердечно-сосудистыепатологии, ревматизм и прочие).
Предельно допустимая концентрация фтора в воде
Допустимое содержание фтора в питьевой воде (в зависимости от климата) составляет 0.5-1 мг/л. При более высокой температуре концентрация фтора должна быть меньше, так как объем потребления воды в данных условиях возрастает. Согласно российским СанПин 2.1.4.1074-01 предельно допустимое содержание фтора в воде не должно превышать 1.5 мг/л. В сравнении с другими странами данная норма завышена и может оказывать губительное воздействие на организм человека. Фтор не имеет характерного цвета, запаха или вкуса, поэтому определить самостоятельно его количество в воде невозможно. Для точного выяснения концентрации фтора необходимо проводить экспертизу воды в лабораторных условиях.
Методы очистки воды от фтора
Существует несколько распространенных методов очистки воды от примесей соединений фтора.
Метод обратного осмоса
Принцип метода заключается в продавливании воды через тонкую мембрану, диаметр пор которой соответствует размерам атомов. Благодаря этим порам через мембрану проходят только молекулы воды и задерживаются остальные примеси в виде вирусов, бактерий, тяжелых металлов, органических молекул, отвечающих за неприятные вкус и запах воды. На выходе получается абсолютно чистая вода, пригодная даже для приготовления физиологических жидкостей и инъекций. Данная технология очистки применяется также производителями бутилированной воды.
Фильтрация с применением органического сыпучего материала
Метод основан на химическом взаимодействии органического сыпучего материала с анионом фтора. Такими материалами являются фосфат кальция, оксид магния и гранулированный мелкодисперсный оксид алюминия.
Фильтрация с помощью сорбирующих материалов
Механизм данного способа очистки заключается в способности материалов делать сорбцию фторированных соединений из воды. В качестве таких сорбентов выступают ионообменные смолы с определенной селективностью по отношению к аниону фтора. Помимо этого используются костная мука, модифицированные цеолиты, активированные угли.
Метод электрокоагуляции
Очистка воды осуществляется в результате получения высокоактивного гидроксила алюминия в процессе электролитического растворения анодов из металлического алюминия, а также его сплавов. В силу малой производительности данный метод не получил широкое распространение.
Ультрафильтрация
Данный метод предполагает разделение частиц фтора и молекул воды. Учитывая больший размер молекул фторидов, в сравнении с молекулами воды, продвигаясь через плотную мембрану, фториды скапливаются на поверхности, а молекулы воды проходят через фильтр. Такая технология позволяет удалить порядка 90% фторидов.
Метод очистки воды от фтора при помощи ультрафиолета
Вода с избыточным содержанием фтора подвергается облучению ультрафиолетовыми лучами конкретной длины волны, или, бактерицидной длиной. Диапазон этой длины в пределах 200-400 нм. Основное преимущество ультрафиолетовой дезинфекции заключается в способности обеззараживания воды без изменений ее физико-химических свойств, а также, в высокой экологичности.
Процесс фторирования воды массовым потоком использовался в прошлом веке. Однако при детальном изучении влияния этого микроэлемента на организм человека, были выявлены его отрицательные стороны. Сейчас многие страны ратуют за удаление фтора из водоснабжения.
Что представляет собой фтор?
Заинтересованность ученых фтором достигла пика к 1930-м годам. Этот микроэлемент обладает биологически-активным действием в организме людей и животных. Он известен как укрепляющий элемент для зубов и скелета.
Небольшие дозы фтора способствуют уменьшению проявления у молочных и коренных зубов. Поэтому было принято решение об искусственном фторировании воды. Но чем это грозило?
В России фторирование воды началось в 1957 г. Это было обосновано борьбой с кариесом. Однако излишнее количество фтора в воде привело к тому, что у людей стали возникать проблемы со .
Так, увеличение количества фтора в организме приводит к расстройству минерализации костей. Увеличение фтора до 3 мг/л увеличивает риск возникновения флюороза зубов, а его концентрация до 6 мг/л сводится к раздражению костного мозга (красного) и дисфункции в работе ЦНС.
Флюороз характеризуется поражением костей и . Этой болезни подвергаются люди, которые живут в местах с высокой концентрацией фтора в воде и почве.
Кроме того, флюороз может наблюдаться и в местности с нормальным содержанием фтора. Это связывают с особенностью жаркого климата, в результате которого потребление воды увеличивается.
Следует отметить, что водоснабжение городов строго отслеживает норму содержания фтора. Высокая концентрация фтора отмечается в природных водных источниках.
Способы удаления фторидов из воды
ВОЗ рекомендует норму содержания фтора в воде не выше 1мг/л. Но более трети населения планеты употребляет воду, в которой содержание фторидов превышает показатель свыше 1,5 мг/л. Именно сейчас актуальна проблема удаления фтора.
Фтор в воде можно обнаружить по особому химическому запаху. Он может попадать при недостаточной очистке воды или содержаться в природных скважинах.
Читайте также:
Алкоголь в первые недели беременности: влияние на здоровье будущего малыша
Методы удаления фтора из воды:
- Ионный обмен (с применением селективных ионитов). Этот метод основывается на замещении ионов фтора безопасными ионами водорода или натрия. Поверхность, на которой и происходит ионный обмен, включает в себя: окись алюминия, несколько видов активированного угля, ингредиенты магнезиального сорбента (оксиды и гидроксиды алюминия), анионионообменные смолы.
- Метод сорбции. Он основан на фильтрации воды сквозь порошкообразный материал. Эта смесь веществ обладает способностью вступать в реакцию с ионами фтора. Материал включает в себя такие сорбенты: гидроокиси алюминия и магния, трикальцийфосфат.
- Обратный осмос. Метод заключается в пропускании воды сквозь мембрану, которая способна задержать соединения фтора.
- Электрокоагуляция. При этом происходит связка фтора при помощи электролизного растворения анодов алюминия.
Кроме того, удалить фтор из воды можно и в домашних условиях:
- Отстаивание. Воду набирают в сосуд (неметаллический), перед этим спускают стоячую воду. Далее дают выстояться ей с открытой крышкой (это необходимо, чтобы улетучился хлор). Затем закрывают крышкой и оставляют на 8 часов. Воду нужно выпивать не до конца. Ведь на дне оседают все примеси: соли и химические соединения.
- Кипячение. Этот способ применяют для обеззараживания. Кипятят не менее 15 минут. Соли и химические соединения оседают, возбудители болезни погибают. Хранить воду обязательно закрытой.
Благодаря существованию нескольких методов удаления фтора из воды, можно выбрать приемлемый по цене и качеству.
О том, какая вода полезна для здоровья, узнайте из программы Жить Здорово.
Страница 13 из 20
V. 5. Гигиенические нормы содержания фтора в питьевой воде
Как известно, при обосновании предельно допустимой концентрации какого-либо вещества в воде открытого водоема необходимо располагать данными о влиянии его на здоровье населения, органолептические свойства воды, санитарный режим водоема и рыбное население, возможность использования воды для хозяйственных и технических целей. При этом ПДК устанавливается по тому из перечисленных показателей, который характеризуется наименьшей пороговой концентрацией. Для воды подземного источника не учитывается влияние нормируемого ингредиента на санитарный режим водоема и жизнедеятельность рыб.
Рассмотрим влияние F на перечисленные показатели. F не придает воде запаха и окраски. Считают, что порог ощущения слабовяжущего привкуса фтора равен 10 мг/л (около 20 мг/л NaF). Сох и соавт. исследовали порог ощущения -вкуса раствора NaF студентами. Раствор с концентрацией фтора 750 мг/л отличили от дистиллированной воды 100% студентов, 100 мг/л - 48,1 %; 10 мг/л-4,3%, 2,4 мг/л- 0,5% студентов. Интересно, что 25 студентов назвали вкус воды, содержавшей пороговую (для них) концентрацию фтора, «вкуснее дистиллированной», 44 - сладким, 3 кислым, 22 - горьким, 45 - соленым, 12- щелочным, 36 - неопределенным. Эти данные, бесспорно, очень важны, они объясняют известные нам случаи отравления загрязненной фторсодержащими сточными водами питьевой водой, содержавшей 80-100 мг/л фтора. Потребителей воды ее привкус не отпугнул.
По данным Strell, для прудовой форели опасны лишь KF порядка 40 -60 мг/л [цит. по 135]. О неблагоприятном влиянии фтора при использовании воды для хозяйственных или технических потребностей имеется лишь одно указание - если вода с плотным остатком менее 50 мг/л содержит фтора 1 мг/л и выше, то получаемый из нее искусственный лед хрупок. Этого феномена можно избежать, добавляя к воде, идущей на приготовление льда, хлорид аммония в количестве 20 мг/л.
Все изложенное говорит о том, что ПДК фтора в питьевой воде должна устанавливаться по влиянию на здоровье населения, т. е. по санитарно-токсикологическому показателю вредности, поскольку фтор оказывает хроническое токсическое действие даже в том случае, если концентрация его в воде менее 10 мг/л (порог ощущения вкуса).
На основе обобщения литературы вопроса, а также данных собственных исследований и материалов, полученных при эпидемиологических обследованиях в городах с различной KF, Р. Д. Габович предложил нормировать не только предельно допустимую, но оптимальную и минимальную концентрацию в питьевой воде. Этим впервые в практике нормирования химических агентов в воде было предложено применять новый принцип. Автор предложил следующие градации для 1-го (холодного) и 2-го (умеренного) климатических районов. До 0,3 мг/л - очень низкая концентрация F-. При употреблении такой воды по сравнению с населением, употребляющим воду с оптимальной концентрацией фтора, пораженность кариесом зубов в 2-4 раза больше. У детей могут чаще наблюдаться задержки окостенения и дефекты минерализации костей, у пожилых людей чаще остеопороз. «Пятнистая эмаль» I степени в виде небольших меловидных пятнышек на 2-4 зубах может наблюдаться у 1-5% населения (хотя это могут быть и гипоплазии другого происхождения).
При этой KF ФВ является важнейшим и первоочередным профилактическим мероприятием.
0,3-0,7 мг/л - «низкая концентрация F-. У населения при этом по сравнению с употребляющими воду с оптимальной концентрацией фтора в 1,2-2 раза больше поражаемость кариесом зубов. «Пятнистая эмаль» I степени может наблюдаться у 1-10% населения. Показано фторирование воды, в особенности если KF- менее 0,5 мг/л.
0,7-1,1 мг/л - «оптимальная концентрация F-». При ней пораженность населения кариесом зубов близка к минимальной, клиническое течение кариеса зубов более благоприятно, у детей нарушения в развитии, окостенении и минерализации костей обнаруживаются реже, чем при употреблении воды с другой KF; развитие зубочелюстного аппарата оптимальное, зубы крупные, белые, красивой формы . Снижена заболеваемость десен и периодонта. «Пятнистая эмаль» зубов в виде небольших меловидных пятнышек на 2-6 зубах может наблюдаться у 1-10% населения. Частота сердечно-сосудистых и ревматических заболеваний часто меньше средней. У экспериментальных животных, получавших воду с 1-1,2 мг/л F, не обнаружены отклонения от контрольных.
1,1-1,5 мг/л - «повышенная, но, с разрешения санитарных органов, допустимая концентрация F-, при отсутствии других источников водоснабжения». Заболеваемость населения кариесом зубов при этом минимальна. Клиническое течение кариеса зубов благоприятное, развитие зубочелюстного аппарата и скелета хорошее. Однако число людей с флюорозом зубов резко возрастает. Это, а также характер действия фтора на биологически важные ферментные системы является основанием для того, чтобы признать эту KF, лежащей вне оптимума. В то же время нет оснований считать ее в условиях холодного и умеренного климатов недопустимой. Действительно, лишь у 15-20% населения отмечается I степень флюороза и редко (у 1-2%) - II степень. Заболеваемость сердечно-сосудистыми и ревматическими болезнями, а также раком может быть ниже, чем в населенных пунктах с низкой KF-. Санитарные органы могут разрешить эту концентрацию в условиях местного водоснабжения и действующих водопроводов при отсутствии данных о ее неблагоприятном влиянии на здоровье населения (кариес и флюороз зубов и т. д.). В случае выбора новых источников для централизованного водоснабжения эта концентрация может быть допущена при отсутствии других источников в условиях холодного и умеренного климата.
- 2 мг/л - «концентрация выше предельно допустимой». Пораженность населения кариесом зубов немного выше минимальной; клиническое течение кариеса зубов благоприятное; до 30-40% населения поражено флюорозом зубов, причем у подавляющего большинства имеется флюороз I и II степени. Использование воды с подобной концентрацией фтора может быть временно разрешено в условиях местного водоснабжения. При централизованном водоснабжении необходимо дефторирование или разведение воды.
2-6 мг/л фтора - «высокая концентрация». Пораженность населения кариесом зубов больше минимальной; от 30 до 90% населения поражено флюорозом зубов, причем у 10-50% III-IV степень. Среди детей учащаются случаи отставания в развитии и минерализации костей. Эти нарушения при употреблении воды с 2-3 мг/л F- временные. У части людей, употребляющих воду с 4-6 мг/л фтора, отмечается увеличение плотности костей и сдвиги в условнорефлекторной деятельности. У экспериментальных животных, в особенности если KF больше 3 мг/л, наблюдаются незначительные изменения активности ряда ферментов, некоторые функциональные сдвиги со стороны нервной и эндокринной системы, сдвиги в интенсивности обмена С а и Р, незначительные патогистологические и гистохимические изменения в костях, печени, почках, мозге и ряде других органов. Обязательно дефторирование или разведение воды.
- 15 мг/л - «очень высокая концентрация». Пораженность населения кариесом зубов значительно больше минимальной; 90-100% поражено флюорозом зубов с преобладанием тяжелых форм, значительно увеличены стираемость и ломкость зубов. У детей часто отмечаются нарушения в развитии и минерализации костей, у взрослых - изменения костей типа остеосклероза. Наблюдаются угнетение функции щитовидной железы, изменение активности ряда ферментных систем крови, изменения в миокарде (по данным электрокардиограммы) и угнетение биоэлектрической активности головного мозга, а также нарушения со стороны других внутренних органов, например печени, выявляемые при функциональном исследовании. В условиях жаркого климата и нерационального питания могут наблюдаться тяжелые формы флюороза скелета с окостенением межпозвоночных связок и рядом выраженных нарушений со стороны периферической нервной системы и внутренних органов. Обязательно дефторирование воды.
В связи с изложенным ГОСТом 2874-73 на питьевую водопроводную воду узаконены следующие максимально допустимые концентрации фтора: для 1-го и 2-го климатических районов -1,5 мг/л; для 3-го - 1,2 мг/л; для 4-го - 0,7 мг/л воды.
