Повышенное содержание фтора в питьевой воде. Фтор в воде

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.

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.

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.

Качество здоровья человека напрямую зависит от качества употребляемой жидкости. Во многих российских водоёмах отмечается заниженное количество таких составляющих как фториды. В воде, которую мы используем для питься недостаток их приводит к кариесу и костным изменениям.

Что такое фториды?

Сам фтор - это газ. В своём неизменённом состоянии он встречается в природе достаточно редко. При встрече с любыми веществами этот элемент быстро вступает в реакцию.

Соединяясь с другими микроэлементами, он преобразуется во фториды. Например, при взаимодействии с кальцием, натрием, серебром трансформируется в соответствующий фторид (фторид кальция, фторид натрия, фторид серебра). Поэтому такие соединения называют любые химические слияния фтора с другими веществами.

Как природный элемент он так же является одной из составляющих частей земной коры. Соответственно, небольшая доза фтора всегда находится в природных водных источниках.

Всё чаще можно услышать о таком явлении, как «фторирование». В питьевой воде наших регионов содержание фтора понижено. Это приводит к проблемам с зубной эмалью и костным изменениям. Поэтому учёные специально обогащают воду этим микроэлементом.

Процесс нормированного внедрения фторсодержащих веществ в состав воды и называется «фторирование».

Такой процесс не приводит к изменениям относительно запаха, вкуса и вида. Оптимальный показатель достаточного уровня этого элемента - 1 мг на литр . Более 80% регионов России не дотягивают до этого показателя. Первое место по дефициту занимают Северные районы.

Перечень показателей для проведения фторирования:

Повышенные данные региона по заболеванию кариесом;
Пониженные показатели содержания фтора в воде, применимой для питьевого использования (менее 0,5 мг в литре);
Отсутствие в регионе программ по иным профилактикам дефицита (не проведение мер по фторированию молочной продукции, соли и производству таблеток с содержанием этого элемента).

Проводится этот процесс коммунальными службами, отвечающими за водоснабжение района в соответствии с государственными программами здравоохранения.

Каждый человек может сам понять уровень содержания фтора в поступающей к нему в кран воде, спросив об этом службы водоканала города.

При недостаточности обогащения воды фтором стоит использовать специальные фильтры домашнего применения, установив соответствующие картриджи. Производители этих приборов на каждом номерном ряде картриджей указывают дополнительные свойства и их назначения.

Также сбалансированную по норме на содержание фторидов воду для питья производят фирмы, выпускающие детское питание.

В районах и отдалённых населённых пунктах, где отсутствует водопроводное снабжение, осуществляют местное фторирование. Добавляют раствор элемента непосредственно в ёмкость (баки), из которой поступает вода населению.

Человеку для полноценного развития необходимо употреблять от 1 до 3 мг фтора. Для беременных норма - около 4 мг. Большую часть этого вещества мы получаем с питьевой водой - это примерно 60 %.

Остальное количество можно получить, добавляя в рацион такие продукты как:

Рыба (морская);
Продукты молочного происхождения;
Орехи;
Крупы (гречневая, рисовая, овсяная);
Говяжья печень.

Фториды характеризуются быстрой потерей своих свойств. Поэтому они не могут долго обеспечивать необходимую для здоровья зубов эффективность. Дополнительно компенсировать недостаток их можно путём применения специальных зубных паст, обогащённых этим элементом.

Фториды в воде: влияние на организм

Не только недостаток фторидов в воде, которую мы ежедневно употребляем, негативно сказывается на правильном развитии организма. Переизбыток этого вещества так же способен привести к проблемам со здоровьем.

Превышающие пределы норм, фторсодержащие элементы могут спровоцировать серьезные заболевания организма:

Костные изменения (флюороз);
Нарушениям нервных импульсов;
Сбои в работе печени и почек;
Неправильное функционирование сердца и сосудов;
Снижение деятельности иммунной системы;
Нарушения в работе щитовидной железы.

Так как в наших регионах в основном стоит вопрос о дефиците такого природного элемента, то актуальнее озвучить результаты его недостатка для организма. Главная проблема при нехватке фторидов - кариес.

Его осложнения приводят к таким последствиям как:

Воспаление челюстных и лицевых областей;
Поражение органов слуха, горла, носа;
Сердечно-сосудистые заболевания;
Сбои в органах пищеварения.

Попадая вместе с водой в желудочно-кишечный тракт, фториды при помощи крови переносятся ко всем органам. Большая их часть оседает на наших зубах и костях. Соединяясь с кальцием и фосфором, которые содержатся в зубной эмали, они образуют вещества обеспечивающие процессы реминерализации зубов. Тем самым снижается риск поражения от бактерий, разрушающих эмаль.

Где ещё используются фториды?

Если обратить внимание на текст зубных паст, которые активированы добавками фторидов, можно увидеть примерно такую надпись: «При случайном проглатывании бо льшего объёма пасты, чем необходимо для гигиены полости рта, тут же обратитесь в токсикологические центры вашего города».

Фтор в избыточном количестве - вещество ядовитое , несёт опасность для человека и окружающей природной зоны. Его избыток, поступает в воздух от металлургических, алюминиевых и других производств, где он применяется.

Переизбыток этого вещества загрязняет воздух. Фтор, попадая в почву, негативно сказывается на растениях и животных этой зоны обитания. И как следствие оказывает отравляющее воздействие на здоровье человека.

С другой стороны, из-за характерного свойства фтора при соединении с любым природным элементом быстро трансформироваться в другую форму, ученые нашли ему активное применение. В первую очередь это касается многих отраслей промышленности:

Ракетной - как окислитель для топлива ракет;
Атомной - в качестве изотопного разделителя для урана;
В производстве стекла (оптического);
Металлургической - как основную добавку для составов, которыми покрывают металлы;
Фторид натрия (в составе с другими компонентами) широко применяется в качестве средства для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур и грызунами;
В стоматологии - в числе добавок к зубным пастам, лосьонам, гелям, каплям для лечения и профилактики кариеса.

Растворимость фторида кальция в воде

Фторид кальция - практически бесцветные кристаллы. В природе он представлен как флюорит - мягкий и хрупкий минерал. Именно он является основным источником для добычи фтора на Земле.

Характерная особенность фторида кальция в том, что ему не свойственно растворяться в воде. Это делает его практически безвредным. И позволяет активно применять в промышленных отраслях.

Выделяясь отличными техническими, механическими характеристиками и обладая прозрачностью, стал незаменимым в оптическом производстве:

Микроскопическом;
Голографическом;
Астрономическом;
Рентгенологии;
Астрономическом;
Инфракрасном.

Безвредность его позволяет широко применять этот элемент в жизни человека - он используется при производстве линз, окон и иных оптических приборов повседневного применения.

Лидирующее место по пользе и безвредности для человечества занимают химические соединения - кальция фториды. В воде, которую мы употребляем ежедневно, они не представят большой опасности для здоровья, так как она хорошо фильтруется.

Видео: фтор - великий обман населения Земли

В данном ролике доктор наук Алекс Стейнер расскажет, как фтор влияет на нейроны мозга, для чего это вещество добавляют в воду на самом деле: