Главная > Пролактин > Фтора в питьевой воде проблема для здоровья. Чем опасен фтор в воде? Биологическое значение фтора


Фтора в питьевой воде проблема для здоровья. Чем опасен фтор в воде? Биологическое значение фтора




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.

  1. 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.

  1. 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 – чрезвычайно важный для человеческого организма химический элемент. Прежде всего, он необходим для здоровья костей и зубов, а ещё он отвечает за укрепление иммунитета и даже выводит тяжёлые металлы. Средняя суточная норма потребления этого элемента 2 – 3 мг. Больше всего он содержится в орехах, рыбе и морепродуктах, зелёном и чёрном чае, говяжьей печени, а также крупах — рис, гречка, овсянка. Но проблема в том, что с едой человек может употребить всего 0,8 мг этого микроэлемента. Чем же восполнить недостающее? Казалось бы, ответ очень прост – обычная питьевая вода. Но не спешите радоваться, ведь вода бывает разная.

Концентрация этого микроэлемента в питьевой воде может быть разной: от очень низкой (0,3 мг/л) до очень высокой (6 – 15 мг/л). И та, и другая крайность негативно отражается на здоровье человека.
показывает, что его содержание в разных регионах Украины существенно различается. Специалисты используют такой термин как «геохимический регион». По этому критерию на сегодняшний день выделяют 4 геохимических региона Украины:

  1. Закарпатская, Ивано-Франковская, Черновицкая, Львовская, Волынская и Ровенская области — здесь его концентрация в питьевой воде крайне низкая и приближается к нулевым показателям (0 – 0,3 мг/л).
  2. Житомирская, Винницкая, Хмельницкая, Николаевская, Херсонская, Киевская, Одесская, Запорожская области, АР Крым — этот регион характеризуется пониженным содержанием фтора в воде (0,3 – 0,6 мг/л).
  3. Черниговская, Луганская, Черкасская, Сумская и Харьковская области — Содержание фтора в природных водах этого региона можно считать условно нормальным (0,6 – 1,5 мг/л).
  4. Полтавская, Днепропетровская, Кировоградская, Донецкая области — природные воды этого региона характеризуются повышенным содержанием фтора (1,5 – 3,0 мг/л). Самая большая концентрация наблюдается в Полтаве.

Какова допустимая норма фтора в воде?

Переизбыток микроэлементов также опасен для организма, как и их дефицит. Вообще, наиболее оптимальной для человеческого здоровья считается норма содержание фтора в воде в пределах 0,7 – 1,2 мг/л (предельно допустимый показатель – 1,5 мг/л).

Недостаток фтора в организме приводит к хрупкости костей, развитию кариеса. Он предупреждает развитие такого заболевания как остеопороз, способствует скорейшему сращиванию костей при переломах, помогает вывести из организма радионуклиды и тяжёлые металлы, участвует в обмене веществ.

Однако, избыток фтора в воде может привести к таким заболеваниям, как:

  1. Флюороз зубов и костей (на костной ткани и эмали появляются пигментные пятна, она становится хрупкой).
  2. Угнетение функций щитовидной и шишковидной железы.
  3. Нарушение ферментных процессов, что связано с токсическим воздействием этого микроэлемента.
  4. В тяжёлых случаях переизбыток этого элемента может спровоцировать болезнь Альцгеймера и другие тяжёлые расстройства нервной системы.

Особенно опасно его влияние на нервную систему детей!

Что делать, если есть недостаток или повышенное содержание фтора в воде?

Тут варианта только два: если вы живёте в местности, где существует недостаток фтора в воде, вам нужно восполнить его дефицит. Если же этого минерала слишком много – нужно либо уменьшить его содержание, либо выводить его избыток из организма.

В идеале, проблема недостатка фтора должна решаться на уровне местных властей при помощи дополнительного фторирования воды. При повышенном содержании применяется так называемое дефторирование, чтобы довести воду до оптимальных показателей. Однако, ни один из украинских «Водоканалов», к сожалению, не применяет данные технологии. Фторирование воды – процедура достаточно недешёвая, так как используются дорогие реагенты. При дефторировании достаточно только установки фильтров, однако коммунальные службы не делают и этого. Следовательно, спасение утопающих – дело рук самих утопающих. О своём здоровье нужно позаботиться самостоятельно.

Один из способов восполнить недостаток фтора в организме – использовать вместо обычной фторированную поваренную соль. Медицинские исследования показали, что употребление такой соли существенно снижает развитие кариеса, в первую очередь, у детей. Также можно употреблять бутилированную воду с природным содержанием фтора до 1,5 мг/л. Если же концентрация больше, то такую воду нельзя употреблять постоянно, она классифицируется как лечебная.

Как избавиться от фтора в воде, убрать и вывести из организма?

Если вы живёте в регионе, где природные питьевые воды перенасыщены этим минералом, то стоит позаботиться о том, как вывести избыток фтора из организма. Тем более что это не так уж сложно. Например, вывести фтор из организма помогут продукты, содержащие йод, бор и селен. Употребляйте в пищу орехи, финики, чернослив, мед, брокколи, бананы, картофель, фасоль, бруснику.

Выведению его из жировых тканей также способствует сауна. Вредные вещества выводятся, благодаря интенсивному потоотделению. Только не стоит забывать об оптимальном питьевом режиме, чтобы избежать обезвоживания организма.

Также вы можете самостоятельно избавиться от фтора в воде, убрать его при помощи фильтра. Фильтр обратного осмоса со специальной мембраной задержит его, но отфильтрует при этом и все соли. Так что вода станет фактически дистиллированной. Поэтому использовать осмотическую установку нужно только с дополнительным минерализатором.

Помните, что всегда проще предотвратить заболевания, чем потом их лечить. Следите за своим здоровьем!

Узнайте больше о качестве Вашей воды – жмите !

Городской совет Нью-Йорка поставил под сомнение необходимость добавления фтора в питьевую воду. Несмотря на то, что это помогает значительно снизить уровень заболеваемости кариесом, некоторые эксперты, в том числе, российские считают, что потребление слишком большого количества фтора может ухудшить состояние зубов и костей

В воду, используемую для питья жителями Нью-Йорка, добавляют фтор уже четыре десятилетия, тем не менее, городской совет Нью-Йорка начал кампанию по прекращению такой практики. «Это вынужденная правительственная мера,- заявил член городского совета Питер Валлоне, Квинс, который намерен поднять этот вопрос и включить в законодательство пункт о запрете использования фтора.- Что будет дальше? Если правительство решит, что жители находятся в подавленном состоянии, то станут добавлять антидепрессанты в нашу питьевую воду?»

Centers for Disease Control (CDC) приветствуют добавление фтора в воду для питья и считают такую меру одним из 10 величайших достижений в сфере здравоохранения XX века, так как это помогает значительно снизить уровень заболеваемости кариесом, особенно у людей, которые не могут часто посещать стоматолога. CDC в качестве аргумента приводят исследования, показывающие, что фторид безопасен, если его добавлять в небольшой концентрации в систему городского водоснабжения.

Но критики обеспокоены новыми исследованиями, результаты которых дают основание полагать, что потребление слишком большого количества фтора может ухудшить состояние зубов и костей. Такие исследования побудили группу ученых, сформированную Национальной Академией Наук (США), рекомендовать в 2006 году, чтобы Общество по охране окружающей среды США снизило допустимую норму содержания фтора в питьевой воде, и в настоящее время оптимальным содержанием фтора в воде является до 4 мг минеральных добавок на литр. В воду Нью-Йорка добавляется около 1 мг на литр- такой уровень большинство ученых считает безопасным.

Город тратит около $7 млн в год на добавление фтора в используемую воду, но Департамент здравоохранения считает, что этим оказывает помощь налогоплательщикам в экономии миллионов, которые в противном случае им пришлось бы потратить на лечение зубов.

Как же влияет на организм человека фтор в воде? По мнению Вадима Алтаева, к.т.н, председателя Правления Евразийского Альянса Бутилированных вод: «Действительно, существуют многочисленные доказательства влияния фторидов в питьевой воде на заболевание кариесом. При этом оптимальной считается концентрация фторидов не ниже 0,5 и не выше 1,5 мг/л. Поэтому фторирование питьевой воды является эффективной профилактической мерой.»

«Но, - считает Вадим Алтаев, - все не так просто. В последние годы появилось много пищевых продуктов, обогащенных фтором. Фторируются поваренная соль, зубная паста. Многие пищевые добавки также содержат заметные количества фтора. Одновременное потребление таких продуктов вместе с фторированной питевой водой может нанести очевидный вред. Известно, например, что длительное потребление питьевой воды, содержание фторидов в которой превышает 2 мг/л, представляет не меньшую опасность, поскольку избыток фторидов может привести к флюорозу.»

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:

  1. Повышенные данные региона по заболеванию кариесом;
  2. Пониженные показатели содержания фтора в воде, применимой для питьевого использования (менее 0,5 мг в литре);
  3. 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:

В нашей стране концентрация фтора в используемых для питья водных источниках, как правило, ниже предельно допустимой. Вода открытых водоемов (рек, ручьев, ключей, озер) содержит менее 0,5 мг/л фтора. Лишь в двух крупных регионах (Подмосковном - Тверская, Московская и Рязанская области и Уральском - Свердловская и Челябинская области) подземные воды содержат повышенное количество фтора - до 4,4 мг/л.
Эти данные способствовали разработке и посильному внедрению программы фторизации в России (и в странах СНГ). Однако отсутствие современного технологического оборудования не позволило охватить к настоящему времени все население страны фторированной питьевой водой. Сейчас оправданность этой программы специалистам представляется спорной. Почему? Ведь, с одной стороны, определенные статистические данные, а также возможность с помощью фторированной воды уменьшить заболеваемость населения кариесом зубов свидетельствуют о необходимости широкого внедрения и распространения данного мероприятия. Но, с другой стороны, как показывают исследования, с учетом других источников фтор, поступающий в организм с питьевой водой, может оказаться избыточным и стать причиной серьезных заболеваний. Кроме того фторирование питьевой воды оказывает негативное экологическое воздействие на объекты окружающей среды, ибо основное количество фторсодержащих реагентов со стоками попадает в природные водоемы, а данных по долговременному действию повышенных количеств фтора на флору и фауну пока недостаточно.

Фтор в природных водах

Фтор будучи довольно распространенным, в свободном состоянии в природе практически не обнаруживается. Обладая наибольшей из всех элементов электроотрицательностью и реакционной способностью, он легко соединяется при обычной или повышенной температуре почти со всеми элементами.
В природе фтор обычно находится в виде соединений, главным образом с кальцием и алюминием. Наиболее широко распространенным и основным промышленным источником фтора является плавиковый шпат - флюорит CaF2 (содержание фтора 48,7%). Крупные месторождения его находятся в России (Забайкалье, Ненецкий автономный округ и др.), Таджикистане, Казахстане, США, Мексике и других странах.
В природных водах наличие фтора обусловлено легкой растворимостью некоторых фторсодержащих соединений, при этом концентрация фторид-ионов в зависимости от гидрогеохимических и физико-химических условий колеблется от 0,01 до 50 - 100 мг/л.
Обычно подземные воды (артезианские, колодезные) богаче фторид-ионами, что связано с такими факторами, как геологические, химические и физические характеристики района водоснабжения, консистенции почвы, пористости пород, рН, температуры, комплексо- образующего действия других элементов и глубины источников. Наибольшее содержание фторидов (выше 25 мг/л) установлено в подземных водах Индии, Кении, Южной Америки. В количестве выше 1,5 мг/л фторид-ионы определяются в 67 - 97,5% подземных источников Белоруссии, 68 - 80% - России и во многих источниках Молдавии. Менее 0,5 мг/л содержится фторидов в 60 - 67% подземных источников Украины.
Обычно в поверхностных водах, менее подверженных влиянию фтор-содержащих пород, концентрация фторид-ионов составляет 0,01 - 0,3 мг/л, в открытых водоемах Азербайджана - 3,6, а в некоторых водоемах Казахстана - 11 мг/л.

Общее количество фтора, потребляемое взрослым человеком в сутки, зависит от содержания его в пищевых продуктах, питьевой воде, атмосферном воздухе. При этом в определенных случаях должны быть учтены различные факторы. Так, при профессиональном воздействии, когда содержание фторидов в воздухе производственного помещения составляет 1 - 2 мг/ м3, суточное количество ингалированных фторидов может достигать 10 - 25 мг.
Климат обусловливает различное потребление питьевой воды, в этом случае важное значение приобретает содержание в ней фторидов. Дополнительное количество фтора человек получает из фторированной зубной пасты (или порошка), зубных эликсиров, жевательной резинки или лекарственных средств. За одну процедуру чистки зубов фторированной зубной пастой может происходить поглощение 50 мкг фтора, а при полоскании зубным эликсиром - до 2 мг. В отдельных случаях суточное количество поступающего в организм фтора увеличивается за счет приема фторсодержащих лекарственных препаратов.Рассмотрим роль фтора в функционирующем организме.

Роль фтора в жизнедеятельности организма

Фтор, поступая в организм человека в виде солей, в зависимости от их растворимости, может полностью (с питьевой водой) или частично (с пищевыми продуктами) поглощаться в желудочно-кишечном тракте, распределяясь с кровью по всему организму. До 50% поглощенного фтора распределяется локализованно преимущественно в костном скелете и зубах. Остальной фтор в составе солей, а также постепенно высвобождающийся из костей, выводится из организма. Выявлено, что в растущем организме фтор в костной ткани откладывается в значительно большем количестве, чем в зрелом, а выводится - наоборот. Другим кумулятивным органом является аорта, где фтор накапливается в форме соединений с кальцием, особенно при выраженном атеросклерозе - кальцинозе аорты.
Временное накопление фтора в костях обусловлено особым сродством фтора к кальцинированным тканям. Установлено, что фторид-ионы поглощаются костной тканью за счет замещения гидроксильных ионов в костном апатите, проникая в его кристаллы посредством ионного обмена и рекристаллизации.

Образующийся фторапатит менее растворим в кислотной среде (например, в полости рта), а потому более устойчив к процессу разрушения. Таким образом, определена важнейшая роль фтора, заключающаяся в уменьшении костной резорбции. Не менее важна роль фтора в минерализации и образовании новой кости, ибо доказано, что в отсутствии фтора кристаллы гидроксиапатита не возникают.
Количество присутствующих в костях фторидов зависит от ряда факторов, возраст (вплоть до 55 лет количество фтора в костях и зубах увеличивается), пол, тип кости (губчатая кость содержит больше фтора, чем компактная), характера отдельных ее частей (биологически активные поверхности поглощают больше фтора). Возрастной диапазон содержания фтора в костях составляет 100 - 9700 мг/кг, в зубах - 90 - 16000 мг/кг. Содержание фтора в различных слоях эмали зубов также неодинаково, наиболее высокое - в поверхностных (толщиной до 100 мкм), постепенно оно снижается до постоянного уровня в более глубоких слоях.
Фтор может высвобождаться из костей, о чем свидетельствует появление его в моче после прекращения воздействия фторидов. Полагают, что этот процесс может быть быстрым (недели) - ионный процесс, протекающий в гидратной оболочке, и длительным (со средним полупериодом 8 лет) - вследствие резорбции костей. Деминерализация и реминерализация с участием иона фтора постоянно протекает на поверхности зубов.
Биогенная роль фтора определяется образованием комплексных соединений с кальцием, магнием и другими элементами - активаторами ферментных систем; он участвует в витаминном обмене; в связи с большей по сравнению с иодом химической активностью, фтор может быть конкурентом иода в синтезе гормонов щитовидной железы и таким образом влиять на ее функцию. По своему воздействию на организм человека фтор отличается от других следовых элементов тем, что может продуцировать как полезные, так и вредные физиологические эффекты.
Исследования показали, что фторид-ион является ингибитором для ферментов, он выключает фермент посредством изменения взаимодействия активных функциональных групп с помощью слабых водородных связей. Возможно такое возмущение сети водородных связей нарушает инициирование и проведение нервных импульсов. Некоторые ученые считают взаимодействие фтора с ферментами основным механизмом физиологического действия фтора, результатом которого могут быть серьезные изменения в организме при условии постоянного ненормированного воздействия на него фторид-ионов. Другие утверждают, что результаты взаимодействия фторид-ионов и ферментов в организме достаточно быстро устраняются после прекращения воздействия фторидов. Следует отметить, что в основном данные взаимодействия фторид-ионов с ферментами - результаты лабораторных исследований in vitro.
Напомним, что интерес к фтору начал возникать с 1931 г., когда отечественные и зарубежные исследователи независимо друг от друга установили связь между количеством потребляемого с водой фтора, содержанием его в природных водоисточниках и распространением таких заболеваний, как кариес и флюороз.
Считается твердо установленным тот факт, что дефицит фтора в окружающей среде (в воде ниже 0,1 - 0,2 мг/л) и в организме (гипофлюороз) сопровождается резким усилением кариеса зубов. Но при содержании фтора в питьевой воде выше 5 мг/л, становится 100%-й пораженность населения флюорозом - гиперфторирование организма. Наиболее чувствительны к интоксикации фтором дети, особенно в том возрасте, когда усиливается рост и формирование костного скелета и зубов. Флюороз зубов - это крапчатость на их поверхности с изменяющейся по степени осложнения окраской от белой до зеленоватой, коричневой и даже черной. Участки с резко выраженными изменениями поверхности зубов могут, кроме того, характеризоваться раздельными или сливными углублениями. Флюороз скелета - тяжелое заболевание, вызванное накоплением больших количеств фтора в костях. Развивается оно постепенно в несколько стадий, причем на первых двух больные не чувствуют симптомов болезни, хотя в организме уже имеются изменения. Первые симптомы флюороза - боль в суставах и костях, ломота в конечностях, слабость мышц, хроническая слабость, желудочно-кишечные расстройства, уменьшение аппетита. Рентген выявляет изменения в костях таза и в позвоночнике, кости имеют выраженную пятнистую структуру. Далее боли в суставах становятся постоянными и некоторые связки начинают подвергаться кальцинозу. В длинных костях могут иметь место симптомы остеопороза, в костях конечностей - появляться острые шпоры, особенно в коленном, локтевом суставах, на поверхности большой берцовой кости. В случае прогрессирующего заболевания развивается уродующий флюороз, когда конечности становятся слабыми, движение в суставах затруднено, позвонки частично соединяются вместе, уродуя больного. Эксперты считают, что поступление в организм 20 мг фтора ежедневно в течение двух лет уже может вызвать уродующий флюороз костей, а дозы от 2 до 5 мг в день - предклинические и ранние клинические стадии флюороза. Для некоторых районов Индии, Китая, Африки, Японии и Среднего Востока, где естественный уровень фторидов в воде 2 мг/л и более, характерно распространение скелетного флюороза.
Установлено патологическое воздействие избыточного количества фтора на организм, которое обусловлено выбросами алюминиевых производств, когда в производственной атмосфере количество неорганических соединений фтора колеблется для NaF от 0,1 до 19,5 мг/ м3, CaF2 - от следов до 24,2 мг/ м3. Кроме того, при содержании в почве водорастворимого фтора на уровне 10 мг/кг с суточным рационом в организм человека поступает 2 - 3 мг фтора, что считается естественным уровнем поступления данного элемента в организм.
У рабочих и населения, проживающего вблизи таких предприятий, выявлены нарушения обменных процессов в печени вплоть до фтористого гепатита. Это в дополнение к флюорозу и изменениям в сердечно-сосудистой системе, а также слизистых оболочек полости рта, желудочно-кишечного тракта, глаз. Установлено, что под воздействием фтора изменяется функциональное состояние коры надпочечников и системы гипофиз-гонады. Снижение уровня тестостерона в сыворотке крови на фоне повышения содержания фолликулости- мулирующего гормона, эпитестостерона, андростендиона и эстрогенов находится в прямой зависимости от длительности стажа работы на алюминиевом производстве и стадии флюороза.
Кроме того, у рабочих выявлено изменение активности ключевых ферментных систем, определяющих гомеостаз. Длительное воздействие фторидов на организм вызывает повышение функциональной активности, а затем и гипертрофию основных клеток паращитовидных желез и С-клеток щитовидной железы. На этом фоне развивается вторичный гиперпаратиреоз, который рассматривают как проявление флюороза.
У рабочих алюминиевых производств развиваются кариес, гингивит, стоматит, паро¬донтоз, как результат воздействия фтористых соединений и нарушения обмена кальция.
На Аляске 26 мая 1992 г. отмечена вспышка желудочно-кишечных нарушений, которая была инициирована, по мнению специалистов, потреблением питьевой воды с повышенным содержанием фтора. С 1989 г. около 135 млн жителей США потребляют питьевую воду, в которую по рекомендациям врачей вводят фтористые соединения до концентрации фтора ~ 0,7 - 1,2 мг/л для предотвращения кариеса зубов. За прошедший до упомянутого выше случая период было отмечено лишь 6 случаев передозировки фтористых соединений. Анализ жалоб 296 человек показал, что они потребляли в течение предыдущих 6 месяцев воду с повышенным (до 6,5 - 20 мг/л) содержанием фтора. Причиной тому было нарушение в работе средств автоматизированной дозировки на станции водоподготовки. Сделан вывод о том, что, не отрицая необходимость введения фтора в питьевую воду, следует очень серьезно следить за надежностью работы средств дозирования, а также установить особый, специальный режим их проверки.
Дополнительно отметим, что на протяжении почти 30 лет проводятся различные эпидемиологические исследования с целью выявления возможной связи между раком и содержанием фтора в воде. В настоящее время считается общепризнанным, что присутствующий в воде фтор не является канцерогеном для человека. После тщательного рассмотрения отвергнуты также предположения о мутагенной и тератогенной активности фтора. Не обнаружено у людей и особой чувствительности к фтору на примере миллионов любителей чая, получающих дополнительные, иногда значительные количества фтора, экстрагируемого в настой из чайных листьев.
С учетом всего изложенного выше следует, однако, заметить, что, по оценкам специалистов, сущность и механизм действия фтора на организм человека и животных не охарактеризованы однозначно и полностью. Тем не менее на основании клинических и экспериментальных исследований установлено, что концентрация фтора в питьевой воде, равная 1 мг/л, является оптимальной и обладает выраженным профилактическим эффектом против кариеса. Доза в 2,0 мг/л уже приводит к флюорозу. Содержание фтора в питьевой воде, равное 8 мг/л, вызывает флюороз скелета у 10% населения. При употреблении в день 20 - 80 мг фтора в течение двух лет и более неизбежен тяжелый калечащий скелетный флюороз, 50 мг/л - изменения структуры и функции щитовидной железы; 100 мг/л - задержка роста, более 125 мг/л фтора в питьевой воде способствует структурно-функциональным изменениям в почках. Во всех работах по изучению интоксикации фтором отмечаются основные моменты - доза и время воздействия.