Фтор в составе питьевой воды. Недостаток фтора в организме. Фтор в составе зубной пасты

10.04.2019

Ну что может быть привлекательнее, чем ребенок, потерявший свой первый молочный зуб? Мило, да… Если только за этим не следует выпадение еще нескольких зубов, оставляющих после себя пустоты и улыбку, которая напоминает улыбку хоккеиста.

Такой сценарий может оказаться горькой правдой в ближайшем будущем. В соответствии с массовым и долгожданным исследованием, которое проводилось американской ассоциацией общественной стоматологии в Денвере, было установлено, что дети в возрасте до 5 лет наиболее повержены кариесу.

Причина - дети все больше употребляют обработанную пищу (она не богата фтором), пьют бутилированную воду, вместо фторированной водопроводной воды. Данные были получены по результатам исследования, проведенного Брюсом Краска из Национального Центра Статистики и Здравоохранения.

Зубная фея

Хотя молочные зубы все равно выпадут, их значимость не стоит недооценивать. Постоянный зуб может начать криво расти, или между зубами могут образоваться некрасивые слишком большие промежутки. Кроме того, взрослые зубы тоже не застрахованы от выпадения.

Продукты, потребляемые современными детьми, содержат большое количество сахара и других быстрых углеводов, которые, как известно, содействуют образованию кариеса. Дело в том, что они взаимодействуют с бактериальной пленкой на зубах, и в результате образуют кислоты, разъедающие зубную эмаль. Кроме того, у детей не хватает навыка чистить зубы правильно, поэтому бактерии размножаются и накапливаются.

В раннем возрасте фтор способен проникнуть в молодые зубы и укрепить их, также, как и кальций укрепляет кости. Это естественный процесс. Содержащийся в воде или зубной пасте фтор противостоит бактериям, которые производят разрушающую зубную эмаль кислоту.

В Американском Центре по контролю и профилактике заболеваний полости рта считают фторирование воды одним из величайших достижений общественного здравоохранения 20-го века. Всемирная организация здравоохранения также подтверждает это. Исследования по всему миру за последние 50 лет показали, что фтор предотвращает кариес.

А вы знаете, почему многие сегодня по-прежнему избегают фтор, который естественно присутствует в воде в какой-то степени? У людей есть опасения, что фторид может вызвать рак, болезнь Альцгеймера, низкий уровень IQ и бесплодие.

Эти опасения не беспочвенны. Слишком большая концентрация фтора в воде, примерно 7 миллионных долей, может привести к деформации костей. По этой причине Агентство по охране окружающей среды установило безопасную норму в 4 миллионные доли. Однако, многие минералы, необходимые для здоровья человека, такие как селен, являются токсичными в больших дозах. Ученые давно установили, что около 1 миллионной доли фтора в коммунальном водоснабжении вполне достаточно, чтобы обеспечить защиту зубов без причинения вреда.

Интернет - это идеальное место для громогласных противников фторирования воды. В то время как некоторые из их аргументов действительны, возникает вопрос - морально оправданно ли заставлять всех принимать участие в этом массовом обсуждении? Тем более, что некоторые из аргументов, мягко говоря, вводят нас в заблуждение.

Миф 1. Фторирование запрещено в Европе. Во-первых, не совсем разумно следовать примеру Европы: ведь там Дэвид Хассельхофф - поп звезда! На самом деле в Европе фторирование разрешено. Во многих европейских странах, фторирование воды не является эффективным из-за устройства водопроводных систем. В результате широкое распространение и использование получила фторированная соль (родственник йодированной соли). В Европе не принято фторировать воду или соль, там актуальны фторсодержащие зубные пасты.

Миф 2. Число заболевших кариесом снизилось не зависимо от фторирования. Это не совсем правда. Пятьдесят лет назад, когда впервые было введено фторирование воды, резко сократилось число заболеваний. Многие страны Европы прекратили фторирование водопроводной воды к 1970-м или до сих пор продолжают снижение по сравнению со странами, которые на сегодняшний день продолжают добавлять фтор в водопровод. Но это снижение связано с тем, что современный человек более тщательным образом ухаживает за полостью рта: стоматологические осмотры и регулярная чистка зубов. Эти два взаимодополняющих способа способны свести к минимуму разрушение зубов. Фторирование сегодня - это не лекарство и не единственный способ достичь желаемого эффекта.

Миф 3. Фторирование провоцирует многие болезни. Уровень фтора в воде, соли и зубной пасте (по многочисленным исследованиям за последние 70 лет) не породил еще болезней, серьезнее чем флюороз, приводящий к окрашиванию и пятнам на зубной эмали. Самый недавний аргумент против фторирования, несмотря на то, что является биологически правдоподобными и достойным исследования - это тип фторида, используемый сегодня в воде. Он называется кремнефтористо, и может приводить к выщелачиванию металлов из труб и вызывать неврологические расстройства. Это интересное исследование Роджера Мастерса из Дартмутского колледжа, опубликованное в 2000 году, еще нуждается в проверке во многочисленных исследованиях.

Споры по поводу фторирования воды не умолкают. Это не удивительно, ведь речь идет о добавлении потенциально опасного (токсичного) вещества в питьевую воду. Внимание уместно, и многие аргументы против фторирования являются убедительными.

В идеале, каждый человек должен чистить зубы по нескольку раз в день в течение не менее двух минут, пользоваться зубной нитью минимум один раз за день, а также наблюдаться у стоматолога хотя бы дважды в год. К сожалению, в нашем развивающемся мире есть еще отдельные точки на карте, где этого не происходит. В таких странах метод фторирования выглядит наиболее привлекательным.

Процесс фторирования воды массовым потоком использовался в прошлом веке. Однако при детальном изучении влияния этого микроэлемента на организм человека, были выявлены его отрицательные стороны. Сейчас многие страны ратуют за удаление фтора из водоснабжения.

Что представляет собой фтор?

Заинтересованность ученых фтором достигла пика к 1930-м годам. Этот микроэлемент обладает биологически-активным действием в организме людей и животных. Он известен как укрепляющий элемент для зубов и скелета.

Небольшие дозы фтора способствуют уменьшению проявления у молочных и коренных зубов. Поэтому было принято решение об искусственном фторировании воды. Но чем это грозило?

В России фторирование воды началось в 1957 г. Это было обосновано борьбой с кариесом. Однако излишнее количество фтора в воде привело к тому, что у людей стали возникать проблемы со .

Так, увеличение количества фтора в организме приводит к расстройству минерализации костей. Увеличение фтора до 3 мг/л увеличивает риск возникновения флюороза зубов, а его концентрация до 6 мг/л сводится к раздражению костного мозга (красного) и дисфункции в работе ЦНС.

Флюороз характеризуется поражением костей и . Этой болезни подвергаются люди, которые живут в местах с высокой концентрацией фтора в воде и почве.

Кроме того, флюороз может наблюдаться и в местности с нормальным содержанием фтора. Это связывают с особенностью жаркого климата, в результате которого потребление воды увеличивается.

Следует отметить, что водоснабжение городов строго отслеживает норму содержания фтора. Высокая концентрация фтора отмечается в природных водных источниках.

Способы удаления фторидов из воды

ВОЗ рекомендует норму содержания фтора в воде не выше 1мг/л. Но более трети населения планеты употребляет воду, в которой содержание фторидов превышает показатель свыше 1,5 мг/л. Именно сейчас актуальна проблема удаления фтора.

Фтор в воде можно обнаружить по особому химическому запаху. Он может попадать при недостаточной очистке воды или содержаться в природных скважинах.

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.

Особое место в исследовании химического состава воды занимает содержание фторидов в воде. Фтор относится к числу микроэлементов, обладающих выраженным биологическим действием. При его участии осуществляются процессы минерализации в тканях зубов и костей. Особенно выраженное влияние он оказывает на клетки, принимающие участие в формировании эмали. Поэтому при потреблении воды с малым содержанием фтора нарушаются процессы нормальной минерализации зубов и, как следствие этого, среди населения отмечается повышенная заболеваемость кариесом зубов. При потреблении воды с высоким содержанием фтора значительно усилены процессы минерализации зубов и костей, и возникает другая специфическая патология - флюороз зубов и костей. Гигиеническое значение фтора не исчерпывается влиянием на зубы и кости - он принимает участие в межуточном обмене, ускоряя или тормозя активность различных ферментных систем. Биотические дозы фтора оказывают положительное влияние на многие системы организма.

Поверхностные (открытые) воды, являющиеся основными источниками водоснабжения для крупных водопроводов, содержат фтор в больших количествах, чем атмосферные воды. Однако в большинстве поверхностных вод содержание фтора также нередко невелико, не превышает, как правило, 0,5 мг/л.

Подземные воды содержат фтора значительно большие количества, чем предыдущие водоисточники. Небольшие количества фтора обнаруживаются в межпластовых водах, достигая в некоторых случаях на территории РФ 10-15 мг/л. В грунтовых водах содержание фтора достигает 1-1,5 мг/л, хотя в большинстве составляет до 0,5 мг/л.

Гигиенические нормативы фтора в питьевой воде. Предельнодо-пустимая концентрация фтора в питьевой воде установлена на уровне 1,5 мг/л. Учитывая, что водопотребление зависит от климато-географических условий местности, при организации фторирования воды выбор дозы фтора производится в зависимости от климатических районов (при фторировании воды одной и той же концентрацией фтора в течение года) или сезонных условий (при фторировании воды посезонной концентрацией микроэлементов). Согласно нормативам при фторировании воды постоянной дозой содержание в ней фтора должно быть в I и II климатических районах 1,5 мг/л, в III климатическом районе - 1,2 мг/л и IV климатическом районе - 0,7 мг/л.

Показания к организации фторирования. Целесообразность фторирования воды в каждом конкретном населенном пункте устанавливается органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора (ГСЭН). Основным показанием к фторированию воды является низкое естественное содержание фтора в воде источников хозяйственно-питьевого водоснабжения (менее 0,5 мг/л). Дополнительным показанием к организации фторирования служит высокая пораженность населения кариесом зубов, например, среди детей в возрасте 12-14 лет кариесом постоянных зубов поражено более 25-30% лиц.

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).