Оптимальная концентрация фтора в питьевой воде. Нейтрализуют фтор (сжиженный газ)

Фтор оказывает как позитивное, так и негативное влияние на здоровье человека. С точки зрения здоровья полости рта, частота стоматологических заболеваний обратно пропорциональна концентрации фтора в питьевой воде; существует также связь между концентрацией фтора в воде и флюорозом. С точки зрения здоровья вообще в регионах, где концентрации фтора высоки и в воде и в пищевых продуктах, случаи скелетного флюороза и переломы костей – распространенное явление. Тем не менее, есть и другие источники фтора. Обессоливание и обработка воды с помощью мембран и анионообменных смол удаляют из воды практически весь фтор. Использование такой воды в питьевых целях, значение для здоровья общества сильно зависит от конкретных обстоятельств. Основное задача – усилить положительный эффект присутствия фтора в питьевой воде (защита от кариеса), при этом снизив до минимума нежелательные проблемы полости рта и здоровья в целом.

Этиология заболеваний полости рта включает взаимодействие бактерий и простых сахаров (например, сахароза) на поверхности зуба. В отсутствии таких сахаров в продуктах питания и напитках кариес перестанет быть значимой проблемой. Однако проблема будет существовать при высоком потреблении сахара до тех пор, пока не будет сделан верный ход в ее решении. Удаление фтора из питьевой воды может потенциально обострить существующую или развивающуюся проблему заболеваний полости рта.

Поступление фтора в организм человека

Фтор достаточно широко распространен в литосфере; часто встречается в виде плавикового шпата, фторапатита и криолита и занимает 13-е место по распространенности на земном шаре. Фтор присутствует в морской воде в концентрации 1,2-1,4 мг/л, в грунтовых водах – до 67 мг/л и в поверхностных водах – 0,1 мг/л. Также фтор обнаружен в продуктах питания, в частности, в рыбе и чае.

В то время, как большинство пищевых продуктов содержит следы фтора, вода и немолочные напитки являются основными источниками поглощаемого фтора, обеспечивая от 66 до 80 % поступления у взрослых жителей США в зависимости от содержания фтора в питьевой воде.

Дополнительными источниками фтора являются зубная паста (особенно это касается маленьких детей, которые заглатывают большую часть пасты), чай – в тех регионах, где чаепитие является устоявшейся традицией, уголь (при вдыхании) в некоторых регионах Китая, где дома топят углем с очень высоким содержанием фтора. Абсорбция заглатываемого фтора происходит в желудке и тонком кишечнике.

По большей части фтор, изначально содержащийся в воде или добавленный, содержится там в виде свободного фторид-иона. Жесткость воды 0-500 мг/л (в пересчете на СаСО 3) влияет на ионную диссоциацию, что в свою очередь незначительно изменяет биодоступность фтора. Абсорбция обычной дозы фтора меняется от 100 % (на пустой желудок) до 60 % (завтрак, богатый кальцием).

Влияние фтора, поступающего с продуктами питания и напитками на состояние полости рта

Влияние фтора, естественно присутствующего в питьевой воде, на состояние полости рта рассматривалось в 30-40-е годы Трендли Дином и его коллегами из службы Общественного здоровья США. Был проведен ряд исследований на всей территории США; исследования показали, что при росте содержания естественного фтора в воде повышалась вероятность заболеваний флюорозом и понижалась — кариесом. Кроме того, на основе полученных Дином результатов можно было предположить, что при концентрации 1 мг/л частота, серьезность и косметический эффект флюороза не являются социально значимой проблемой, а сопротивляемость кариесу возрастает существенно.

При анализе этих фактов возникает закономерный вопрос: позволит ли искусственное фторирование питьевой воды повторить эффект? Первое исследование на эту тему проводилось в Гранд Рапидс под руководством USPHS в 1945 г. Результаты, полученные за 6 лет фторирования воды, были опубликованы в 1953 г. Дополнительные исследования были проведены в 1945-46 гг. в Иллинойсе (США) и Онтарио (Канада).

Также этой проблемой занимались ученые в Нидерландах, Новой Зеландии, Объединенном Королевстве (1955-1956) и Восточной Германии. Результаты оказались сходными: было отмечено снижение числа случаев заболеваний кариесом. После опубликования результатов фторирование воды стало распространенной мерой укрепления здоровья на общественном уровне. Оптимальная концентрация фтора, в зависимости от климатических условий, составляет 0,5-1,0 мг/л. Приблизительно 355 млн. человек во всем мире пьют искусственно фторированную воду. Дополнительно около 50 млн. человек употребляют воду, содержащую натуральный фтор в концентрации около 1 мг/л. В некоторых странах, в частности в отдельных районах Индии, Африки и Китая вода может содержать естественный фтор в довольно высоких концентрациях, выше 1,5 мг/л, нормы, установленной Руководством по качеству питьевой воды ВОЗ.

Многие страны, которые ввели искусственное обогащение воды фтором, продолжают следить за частотой возникновения кариеса и флюорозов, используя поперечную случайную выборку детей от 5 до 15 лет. Примером мониторинга может служить отчет о состоянии полости рта у детей в Ирландии (в основном фторированная вода) и севера Ирландии (нефторированная).

Количество пораженных, отсутствующих и залеченных зубов у детей, проживающих в разных регионах Ирландии с фторированной и нефторированной водой (НФ), а также в Северной Ирландии (СИ)

Употребляемый фтор и здоровье

Влияние поглощаемого фтора на здоровье рассматривалось Мултоном в 1942 г., что предшествовало исследованию, проведенному Гранд Рапидс; с тех пор проблемой постоянно занимается ряд организаций и отдельных ученых. Позднее IPCS провела детальный обзор по фтору и его влиянию на здоровье. Исследования и обзоры были сконцентрированы на переломах костей, флюорозах скелета, онкологических заболеваниях и отклонениях у новорожденных, однако затрагивали и другие отклонения, возможно вызванные или усугубленные фторированием. Никаких подтверждений и неблагоприятных эффектов при употреблении воды, содержащей естественный или добавленный фтор в концентрациях 0,5 – 1 мг/л обнаружено не было, кроме случаев флюорозов полости рта, описанных выше. Кроме того, исследования в тех районах США, где содержание естественного фтора достигает 8 мг/л, не показали каких-либо неблагоприятных последствий употребления такой воды. При этом есть данные из Индии и Китая, где повышенный риск переломов костей является результатом долгосрочного употребления большого количества фтора (суммарное поступление 14 мг/день) и предположение, что риск переломов возникает уже при поступлении свыше 6 мг/день.

Институт медицины Национальной Академии наук США дает рекомендуемую суммарную дозу употребления фтора 0,05 мг/кг массы тела человека, аргументируя это тем, что прием такого количества фтора максимально снижает риск заболеваний кариесом у населения, при этом не провоцируя побочных отрицательных эффектов (например, флюороз). Агентство по защите окружающей среды США максимально допустимой концентрацией (не вызывающей скелетных флюорозов) считает 4 мг/л, а величину 2 мг/л — не вызывающей флюорозов полости рта. Руководство по качеству питьевой воды ВОЗ рекомендует 1,5 мг/л. ВОЗ подчеркивает, что при разработке национальных стандартов нужно учитывать климатические условия, объем потребления, поступление фтора из других источников (вода, воздух). ВОЗ отмечает, что в регионах с естественно высоким содержанием фтора трудно достигнуть соответствия потребляемого населением количества рекомендуемой величине

Фтор не является элементом, связанным в костных тканях необратимо. В период роста скелета относительно большая часть фтора, поступающего в организм, накапливается в костной ткани. «Баланс» фтора в организме, т.е. разница между поступающим и выделяющимся количеством может быть положительным или отрицательным. При поступлении фтора из материнского и коровьего молока содержание его в биологических жидкостях очень низкое (0,005 мг/л), а выделение с мочой превышает поступление в организм, при этом наблюдается отрицательный баланс. Фтор попадает в организм грудных детей в очень малых количествах, поэтому из костной ткани он выделяется во внеклеточные жидкости и покидает организм с мочой, что приводит к отрицательному балансу. Ситуация со взрослым населением противоположна – около 50 % фтора, поступающего в организм, депонируется в костной ткани, оставшееся количество покидает организм через систему выделения. Так, фтор может выделяться из костной ткани медленно, но на протяжении длительного периода. Такое соотношение возможно благодаря тому, что кость не является застывшей структурой, а формируется постоянно из питательных веществ, поступающих в организм.

Значение обессоливания

Обессоливание удаляет фактически весь фтор из морской воды, поэтому если воду на выходе не подвергнуть реминерализации, она будет содержать явно недостаточное количество фтора и других минералов. Многие натуральные питьевые воды изначально бедны минеральными веществами, в том числе фтором. Значение этого факта для здоровья общества определяется балансом пользы и риска.

При сравнении жителей разных континентов и внутри континента видна существенная разница заболеваемости. ВОЗ рекомендовала ввести индекс DMFT, который определяется у детей 12-летнего возраста (сюда включено количество пораженных, отсутствующих и залеченных зубов) в качестве наиболее подходящего индикатора; в базе данных ВОЗ по состоянию полости рта имеется расширенная информация. Этиология кариеса включает фактор взаимодействия бактерий и простых сахаров, поступающих с продуктами питания. При отсутствии сахара в напитках и продуктах питания эта проблема стала бы незначительной. При данных обстоятельствах задачей здравоохранения является предотвращение вредного воздействия избыточных концентраций фтора в воде.

Тем не менее, когда риск заболеваний кариесом высок, эффект удаления фтора из централизованной системы питьевого водоснабжения будет комплексным. В Скандинавских странах, где гигиена полости рта находится на высоком уровне и широко используются альтернативные источники фтора (например, зубная паста), практика безвозвратного удаления фтора из питьевой воды может не иметь особых последствий. С другой стороны, в некоторых развивающихся странах, где гигиена полости рта находится на достаточно низком уровне, фторирование воды в количестве 0,5-1 мг/л остается важной задачей общественного значения. Есть также страны, где наблюдается смешанная ситуация. В частности, на юге Англии заболеваемость находится под контролем и без искусственного фторирования воды; в других регионах, на северо-западе Англии, уровень заболеваемости выше и фторирование воды является важной мерой.

Выводы

Значение использования деминерализованной воды, необогащенной впоследствии фтором, зависит от:

концентрации фтора в питьевой воде конкретного источника;
климатических условий и объема потребляемой воды;
риска заболеваний кариесом (например, употребление сахара);
уровня знаний о проблемах полости рта в обществе и доступности альтернативных источников фтора для населения конкретного региона.

Тем не менее, необходимо решить вопрос общего поступления из других источников и установления разумной нижней границы употребления фтора для предотвращения его потери костной тканью.

Текст процитирован из доклада Всемирной организации здравоохранения "Нутриенты в питьевой воде".

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.

Микроколичества фторидов присутствуют во многих водах, а более высокие концентрации часто связаны с подземными источниками. В районах, богатых фторсодержащими минералами, например, фторапатитами, колодезные воды могут содержать до 10 мг и более фтора на 1 л. Наиболее высокий приводимый уровень составлял 2800 мг/л. Большинство вод содержит менее 1 мг фтора на литр. Иногда фториды могут поступать в реки в результате промышленных сбросов.

Пути воздействия фтора на организм человека

Питьевая вода

Уровни содержания фтора в водопроводной воде практически такие же, как и в воде водоисточников за исключением тех случаев, когда практикуется фторирование питьевой воды. В принципе нефторированная вода содержит менее 1 мг фтора на л, но в зависимости от типа и расположения источника может в редких случаях содержать вплоть до 10 мг/л. В настоящее время такие водоисточники выявлены в большинстве районов мира. Там, где производится фторирование воды, концентрации фтора, как правило, лежат в диапазоне 0,6-1,7 мг/л, причем определяющим фактором здесь обычно является температура атмосферного воздуха.

При потреблении воды в день на душу населения порядка 2 л в районах, где практикуется ее фторирование, с питьевой водой может потребляться от 1,2 до 3,4 мг фтора в день.

В других районах суточное воздействие варьируется от долей миллиграмма до, вероятно, 20 мг в исключительных случаях.

Атмосферный воздух

Пищевые продукты

Практически все пищевые продукты содержат хотя бы микроколичества этого элемента. Все виды растительности содержат некоторое количество фтора, которое они получают из почвы и воды. В отдельных продуктах, в частности в рыбе, некоторых овощах и чае, обнаруживаются высокие уровни содержания. Например, концентрация фтора в некоторых видах рыбы может достигать 100 мг/кг, а в чае могут содержаться количества, в 2 раза превышающие таковые большинства других продуктов, где они редко выходят за уровни 10 мг/кг. Применение фторированной воды на предприятиях пищевой промышленности может нередко удваивать уровень содержания фтора в готовых продуктах. В различных странах были проведены оценки суточного поступления фтора с пищей, которое для взрослых варьируется от 0,2 до 3,1 мг. Для детей, т.е. в США для возрастной группы 1-3 лет поступление фтора было оценено на уровне 0,5 мг/день.

Промышленное воздействие

Известно, что при ряде промышленных процессов в производственную воздушную среду выделяются фторсодержащие соединения и имеются многочисленные документированные примеры их воздействия на человека, в частности, при выплавке алюминия и производстве стекла. Указанные воздействия фтора в таких условиях (т.е. когда концентрации достигают нескольких мг/м 3 воздуха) могут составлять основную долю общего воздействия. Однако при улучшении условий работы этот путь воздействия становится значительно менее значимым.

Информация о воздействии фтора с табачным дымом ограниченна: он не считается важным источником фтора по сравнению с другими путями воздействия.

Воздействие фтора на население в целом

Различные продукты, такие как зубная паста, зубной порошок, зубной эликсир, жевательная резинка, витаминные добавки и лекарственные средства, могут содержать добавляемые к ним количества растворимого фтора, главным образом в неорганической форме. Эти соединения обычно добавляются в средства для чистки зубов, как правило. В концентрациях около 1 г/кг. Как показали исследования, таким путем могут поглощаться значительные количества фторида и было установлено, что за одну чистку зубов может происходить поглощение около 50 мкг фтора. Местное применение раствора фтора может обусловливать повышенное поглощение. При полоскании рта зубными эликсирами может поступать до 2 мг фтора. В состав ряда различных продуктов входят фториды, в том числе и таблетки, содержащие фторид натрия, известный как средство против кариеса. Регулярное применение таких таблеток может обеспечивать поступление до 1 мг фтора в день

Сравнительное значение разных путей воздействия

В нижеприводимой таблице показано влияние фторированной воды на общее суточное поступление фторидов в организм для взрослых.

Поступление фтора с пищей 1 мг/сутки. Содержание фтора в питьевой воде 0,5; 1 и 1,5 мг/л; потребление воды 2 л сутки

Поступление фтора в неделю (мг)
концентрация фтора в воде	только вода	только воздух	только пища	общее поступление с водой (%)

* Доля поступления из атмосферного воздуха незначительна (поступление при других путях воздействия в этих расчетах не учитывается)

Оценки поглощения фтора из пищи и воды здесь не даются, поскольку эффективность их всасывания весьма высока и цифры, приводимые выше для поступления, довольно близки цифрам для поглощения.

Метаболизм фтора

Фтор, потребляемый с водой, почти полностью всасывается; содержащийся в пище всасывается не с такой степенью полноты, но поглощение при этом все же довольно высокое, хотя в случае некоторых пищевых продуктов (например, рыба и отдельные мясные изделия) может поглощаться около 25 % фторидов.

Поглощенный фтор равномерно распределяется по всему организму. Он удерживается главным образом в скелете, и небольшое количество его отлагается в зубных тканях.

Уровень содержания фтора в костях увеличивается вплоть до 55-летнего возраста. В высоких дозах может вызывать нарушение углеводного, липидного, белкового обмена, а также метаболизма витаминов. Ферментов и минеральных солей. Многие симптомы острого отравления фтором являются следствием связывания его с кальцием. Фтор выводится главным образом с мочой. На его выведение влияет ряд факторов, в том числе общее состояние здоровья человека и предшествующее воздействие на него фторидов. Степень удержания снижается с возрастом, и для целей практического удобства считается, что организм большинства взрослых находится в состоянии равновесия. При таком состоянии устойчивого равновесия, присутствующий в организме фтор отлагается в обызвествленных тканях; основная часть остального количества содержится в плазме и таким образом оно становится доступным для выведения. Удержание в скелете и выведение фтора почками – два основных механизма, с помощью которых предотвращается накопление токсических количеств иона фторида в организме.

Влияние фтора на здоровье

Было весьма убедительно доказано, что фтор является эссенциальным элементом для некоторых видов животных; в частности в результате воздействия небольших доз фтора наблюдается увеличение плодовитости и скорости роста.

После включения фтора в зубную ткань он снижает растворимость эмали при условиях повышенной кислотности среды и таким образом обеспечивает защиту от кариеса зубов. Существуют четкие доказательства того, что присутствие фтора воде приводит к значительному снижению кариеса, как у детей, так и у взрослых. Частота кариеса уменьшается по мере возрастания концентрации фтора примерно до 1 мг/л, хотя иногда может отмечаться крапчатость зубов даже в нежелательной степени, при возрастании уровней его содержания до 1,5-2,0 мг/л. Длительное потребление воды с содержанием фтора 1 мг/л может вызывать такую крапчатость зубов у лиц, страдающих хроническими болезнями почек или полидипсией, но только в тех случаях, когда происходит минерализация зубов, т.е. у детей в возрасте 0-7 лет. У людей, потреблявших воду при концентрации фтора более 3-6 мг/л, отмечался флюороз скелета в зависимости от уровня его поступления из других источников. Суточное потребление фтора, равное 20-40 мг (или еще больше там, где его содержание в воде превышает 10 мг/л), в течение длительных периодов приводило к развитию деформации и флюороза скелета. Было принято, что 1 мг/л является безопасным уровнем содержания при фторировании питьевой воды, и рекомендуемые контрольные предельные концентрации в воде колеблются в пределах этого уровня, причем точные значения зависят от температуры воздуха.

В высоких дозах фтор остро токсичен для человека. Патологические изменения включают гемморрагический гастроэнтерит, острый токсический нефрит и различной степени поражения печени и сердечной мышцы. Острая смертельная доза составляет около 5 г для фторида натрия, т.е. около 2 г фтора.

У животных наблюдался ряд выраженных симптомов при воздействии фтора из окружающей среды в высокозагрязненных районах.

Хронические эффекты у человека при высоких уровнях воздействия главным образом проявляются в виде крапчатости зубов и флюороза, при котором нарушается структура костной ткани, иногда до угрожающей степени, вызывая серьезную инвалидизацию. Наблюдалось также хроническое действие на почки, обычно у лиц с нарушениями функции почек. При высоких уровнях воздействия известны также другие, менее типичные эффекты, включая действие на щитовидную железу. Первоначальными признаками и симптомами интоксикации являются рвота, боли в брюшной полости, тошнота, диарея и даже судороги.

При эпидемиологических исследованиях в районах с естественно высокими концентрациями фтора в природных водах неблагоприятные эффекты были продемонстрированы лишь в редких случаях; они включали крапчатость зубов и флюороз скелета в районах с исключительно высокими уровнями его содержания в воде. В районах с оптимальными концентрациями фтора в воде явные эффекты (т.е. нежелательный флюороз зубов) наблюдались у двух детей, страдавших несахарным диабетом.

Было высказано предположение, что монголизм и рак связаны с повышенными уровнями содержания фтора в воде. Представление о том, что монголизм может быть связан с воздействием фтора, основано на одном исследовании ограниченного характера, где распространенность регистрируемого в медицинских учреждениях монголизма сопоставлялась с уровнями содержания фтора в воде; однако это исследование подверглось резкой критике со стороны Королевского колледжа врачей Великобритании. На протяжении почти 30 лет проводятся разные эпидемиологические исследования с целью выявить возможную связь между раком и содержанием фтора в воде. В нескольких случаях утверждалось об обнаружении положительной связи. Но эти утверждения были встречены критически. В настоящее время считается общепризнанным, что доказательства канцерогенности присутствующего воде фтора отсутствуют.

Рассматривался и вопрос о чувствительности к фтору. В целом, утверждения, что есть лица, особо чувствительные к фтору, были отвергнуты. Например, не обнаружено особой чувствительности у миллионов любителей чая, которые должны потреблять значительные количества фтора при заваривании чайных листьев. Однако нельзя полностью исключить возможность некоторой идиосинкразии, несмотря на данные, указывающие на малочисленность таких случаев. Были тщательно рассмотрены и найдены несостоятельными предположения о том, что фтор обладает мутагенной или тератогенной активностью или что он вызывает врожденные уродства.

Минеральные вещества - это органические соединения, крайне необходимые для здорового функционирования человеческого организма. Одним из наиболее значимых минералов является фтор. Известно, что в человеческом теле содержится около трех граммов этого микроэлемента.

Биологическое значение фтора

Фтор обеспечивает полноценное формирование и укрепление костной ткани, а также зубной эмали . Действительно, в организме фтор преимущественно сосредотачивается в костях и зубах. Кроме того, фтор участвует во множестве биохимических реакций и даже в процессе кроветворения.

Суточная потребность в минерале составляет около 3,0-4,2 мг. Основным источником микроэлемента, как ни странно, является питьевая вода. Микроэлемент содержится и в пищевых продуктах, таких как рыба, говядина, баранина, молокопродукты, . Однако с едой человек получает лишь малую часть фтора.

Приблизительно 70-85% суточной нормы фтора человек получает именно с водой . Поэтому сложно переоценить гигиеническое значение этого микроэлемента в воде. Принято считать оптимальной концентрацией фтора показатель 1,0-1,5 мг/дм 3 . Продолжительное употребление воды с недостаточным или наоборот избыточным содержанием фтора приводит к определенным нарушениям и заболеваниям.

Уменьшение фтора в воде

Вода в естественных водоисточниках содержит фтор в различном количестве. В каких-то регионах микроэлемент содержится в воде в значительно большем количестве, в других - в меньшем. Длительное употребление воды с высоким или наоборот низким содержанием этого микроэлемента неизбежно сказывается на здоровье.

Так, употребление воды с содержанием фтора на отметке ниже 0,5 мг/дм3 приводит к нарушению формированная гидрооксиаппатитов, из которых сформирована зубная эмаль . Подобные метаморфозы приводят к снижению прочности эмали, из-за чего она становится неустойчива к действию молочной кислоты, образующейся во рту из углеводов. Начинается разрушение эмали и дентина, что проявляется кариесом.

При недостаточном поступлении фтора страдает костная система. Постепенно снижается плотность костей, усиливается их хрупкость, что чревато возникновением . Вследствие нарушения метаболизма костной ткани развивается .

Увеличение фтора в воде

При концентрации фтора в питьевой воде более 1,5 мг/дм 3 говорят о его повышенном содержании. Длительное употребление такой воды приводит к поражению зубной эмали и формированию флюороза. Болезнь проявляется появлением меловидных полос, пятен, эрозий на эмали, разрушением коронки зуба.

Это эндемическое заболевание, возникающее в определенных географических регионах, для которых характерен высокий уровень фтора в воде. Существует очевидная связь между содержанием фтора в воде и степенью поражения фторзависимыми болезнями людей. Так, при концентрации фтора в воде на уровне 1,1-1,5 мг/дм 3 признаки флюороза отмечаются приблизительно у 20% населения. При содержании фтора в воде на уровне 1,5-2 мг/дм 3 легкие формы флюороза регистрируются уже у 40% населения. Высокая концентрация фтора (2-6 мг/дм 3) вызывает развитие флюороза более чем у 40% людей, а концентрация микроэлемента свыше 6 мг/дм 3 - у 80-100% населения, при этом отмечаются преимущественно тяжелые формы заболевания.

При длительном употреблении воды с сильно высоким содержанием фтора может поражаться даже костная ткань с развитием флюороза скелета. Этот недуг проявляется остеосклерозом (уплотнением костных структур), оссификацией связок и хрящей. В больших количествах фтор поражает нервную систему человека, а также сердце, почки, печень.

Методы коррекции уровня фтора в воде

В местностях с содержанием фтора в воде ниже допустимого предела производят фторирование водопроводной воды, то есть насыщение ее фтористыми соединениями. Метод никак не сказывается на органолептических свойствах воды, вкус и запах при этом не искажаются. Для фторирования воды используют специальные фтораторные установки для централизованного водоснабжения.

Цель такого мероприятия заключается в снижении заболеваемости кариесом среди населения за счет регулирования концентрации фторидов в водопроводной воде. Для предотвращения развития кариеса в населенных пунктах с низким содержанием микроэлемента местным жителям стоматологи также рекомендуют пользоваться фторосодержащими зубными пастами.

Какие же мероприятия проводят в ситуации превышения допустимой концентрации фтора в воде? Пожалуй, наиболее простым, но малоэффективным методом является смешивание питьевой воды из отдельных источников с разной концентрацией микроэлемента.

Для более эффективного снижения содержания фтора в воде применяют методы дефторирования. Коммунальные службы устанавливают дефтораторные установки в системе централизованного водопровода. Различают фильтрационные и реагентные методы дефторирования. Реагентные методы основаны на связывании и сорбции фтора гидрооксидами алюминия, магния. В результате реакции образуются и осаждаются хлопья веществ, которые необходимо удалить затем путем фильтрации. Метод фильтрования заключается в пропускании воды через различные фильтры (угольные, ионообменные).

Осторожно, фтор!

Элемент с опасным характером

Фтор очень важен для здоровья человека и занимает среди элементов особое положение. Ни у какого другого элемента норма потребления не находится в такой опасной близости от дозы, оказывающей токсическое действие. Фтора в организме должно быть именно столько, сколько нужно, ни больше, ни меньше. Даже незначительное отклонение от нормы может вызвать целый ряд заболеваний, связанных с нарушением обменных процессов в костных тканях. В первую очередь страдают зубы: при недостатке фтора развивается кариес, а при избытке – флюороз.

Поступление в организм

Взрослый человек должен потреблять 2-3 мг фтора в сутки. Фтор попадает в организм с водой, пищей, воздухом и зубными пастами. Лучше всего усваиваются фториды, растворенные в воде. С водой в организм попадает 2/3 суточной дозы фтора, поэтому ключевое значение имеет содержание фтора именно в воде. Вторым по значимости источником фтора являются продукты питания. Среди них стоит особо выделить чай, рыбу и морепродукты. Значение воздуха в насыщении фтором организма не очень велико. Тем не менее, стоит отметить, что больше фтора в воздухе кондиционируемых помещений и в экологически неблагоприятных районах, особенно в местах добычи алюминия. Зубные пасты с фтором, если их не глотать, оказывают локальное действие, и навредить или помочь могут только зубам, но не организму в целом.

Норма фтора в воде

Оптимальное содержания фтора в питьевой воде, в зависимости от климата, колеблется от 0,5 до 1мг/л. Чем жарче – тем фтора должно быть меньше, т.к. в жару возрастает объем потребления воды. В России согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 максимально допустимое содержание фтора в воде составляет 1,5мг/л. По сравнению с другими странами эта норма сильно завышена и может причинить серьезные проблемы здоровью населения. Согласно последним исследованиям, выявлена следующая зависимость заболевания флюорозом от объема фтора в воде:

Концентрация фтора в воде (мг/л)	Пораженное население (%)
от 0,8 до 1,0	10 - 20
от 1,0 до 1,5	20 - 30
от 1,5 до 2,5	30 - 40
свыше 2,5	более 40

История фторирования воды

Свойство фтора побеждать кариес было обнаружено в 1940 году. Спустя пять лет в американском городе Гранд Рапидс (штат Мичиган) провели эксперимент по фторированию водопроводной воды. Результаты этого эксперимента были признаны успешными и вскоре фторировать водопроводную воду стали во всех штатах Америки. Есть мнение, что столь быстрому распространению фторирования воды способствовала PR-кампания, проведенная по заказу алюминиевых магнатов. Фтор для них побочный продукт производства, которому таким образом нашли выгодное применение. Так или иначе, фторировать воду и добавлять фтор в зубные пасты в 60-е годы стало нормальным явлением во многих странах мира, в том числе и в СССР. Долгое время это не вызывало никаких возражений ни у ученых, ни у населения. Положительный эффект признавали все, отмечая существенное снижение заболеваний кариесом.

Однако, спустя два десятка лет общество начало осознавать, что фторирование воды таит в себе серьезную опасность. Появились научные публикации, связывающие рост заболеваний флюорозом и остеосаркомой с избыточным употреблением фтора. Против фторирования воды выступили 14 нобелевских лауреатов. Негативную оценку фторированию дали многие СМИ, среди которых такие авторитетные издания как Wall Street Journal и Newsweek. К борьбе с фтором подключились различные правозащитные организации. Все это привело к формированию мощного общественного движения, под натиском которого фторирование воды было прекращено или запрещено в Австрии, Бельгии, Китае, Чехии, Дании, Финляндии, Франции, Германии, Греции, Венгрии, Индии, Израиле, Японии, Люксембурге, Голландии, Норвегии, Шотландии, Швейцарии и Швеции. В США, где по последним данным более 40% детей школьного возраста болеют флюорозом, шестидесятилетняя практика фторирования воды была признана порочной, но еще не отменена полностью. Отказались пока только 38 из 50 штатов. Более подробно с историей борьбы против фторирования воды в США можно ознакомиться на сайте www.nofluoride.com

Сколько фтора в водах России

Объем фтора в природных водах России колеблется от 0,01 до 11мг/л. Повышенное содержание фтора наблюдается в Московской, Тверской, Тамбовской областях, на Урале, в Западной Сибири и регионах добычи алюминия. Содержание фтора в водах одного региона может существенно отличаться. Например, в Московской области повышенное содержание фтора наблюдается в Зеленограде, Одинцовском, Красногорском, Коломенском, Раменском районах, при этом в некоторых других районах области фтора вдвое меньше нормы. Следует также учитывать, что в подземных водах больше фтора, чем в поверхностных. Поэтому, даже если вы живете в регионе, где фтора в поверхностных водоемах мало, но потребляете воду из артезианской скважины, вы все-равно рискуете заболеть флюорозом.

Россию война с фтором обошла стороной. Власти по-прежнему считают фторирование воды благим делом и активно продолжают расширять регионы борьбы с кариесом. Почти во всех крупных городах, где наблюдается дефицит фтора в водоемах, водопроводную воду обогащают фтором на водоочистных станциях. Искать дополнительные источники фтора большинству жителей России нет необходимости.

Избыток фтора в воде покажут зубы

Фтор не имеет вкуса, цвета и запаха, и определить объем его содержания самостоятельно невозможно. Нужно либо провести экспертизу воды в лаборатории, либо задать вопрос коммунальным службам. Зато результат воздействия фтора на организм виден невооруженным глазом, достаточно просто внимательно посмотреть на свои зубы.

Стадии флюороза
Стадия	Форма	Признаки
	Штриховая	Мелкие меловидные полоски (штрихи) в глубоких слоях эмали. Выражены слабо, лучше проявляются при высушивании поверхности зуба. Чаще наблюдаются на резцах верхней челюсти.
	Пятнистая	Многочисленные меловидные пятна на поверхности эмали. Наблюдаются на всех зубах, особенно много на резцах верней и нижней челюсти. Иногда пятна могут приобретать коричневый оттенок.
	Меловидно-крапчатая	Эмаль становится матовой, иногда с желтоватым оттенком. На всех зубах отчетливые пигментированные пятна. Помимо пятен возможны незначительные эрозивные углубления диаметром 1,0-1,5 мм и глубиной 0,1-0,2 мм.
	Эрозивная	На фоне выраженной пигментации эмали имеются значительные участки, на которых эмаль вообще отсутствует.
	Деструктивная	Полное разрушение зубов и поражение костей скелета. Наблюдается в районах, где содержание фтора в воде выше 5мг/л.

Лечение флюороза

Если вы заметили у себя признаки флюороза, нужно немедленно сократить потребление фтора. В первую очередь необходимо сменить источник питьевой воды или установить мембранный фильтр, работающий по принципу обратного осмоса. Другие фильтры задержать фтор не способны. Также нужно прекратить использовать фторсодержащие зубные пасты и перейти на специальную диету, не содержащую рыбу и морепродукты. Вернуть зубам здоровый внешний вид на ранних стадиях флюороза можно путем отбеливания с последующей реминерализирующей терапией. Если флюороз не был вовремя замечен, и эмаль начала разрушаться от эрозии, то восстановить ее можно будет уже только путем пломбирования, установкой виниров или коронок.

Фтор в зубной пасте

Если содержание фтора в воде, которую вы регулярно пьете, менее 0,5мг/л, то фтор в зубной пасте будет полезен. Если фтора в воде больше, лучше использовать пасту без фтора. Если вы не знаете объем содержания фтора в своей воде, можно использовать зубные пасты с фтором и без фтора поочередно. При этом обязательно нужно следить за состоянием зубной эмали, и при первых признаках флюороза полностью прекратить использование фторсодержащих зубных паст.

Вывод

Все хорошо в меру. В малых дозах фтор нужен и полезен для человека, но избыток превращает этот элемент в яд замедленного действия. Отследить уровень потребления фтора достаточно сложно, поэтому очень важно наблюдать за результатом его действия на организм. Надежным индикатором превышения нормы употребления фтора являются зубы. Внимательно следите за состоянием зубной эмали и при первых признаках флюороза немедленно сокращайте употребление фтора. Следует с осторожностью относиться к зубным пастам с фтором. Использовать их целесообразно только при заболевании кариесом или других признаках дефицита фтора в организме.