Переизбыток фтора в воде. Влияние фтора на людей

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).

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.

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.

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.»

Обзор характеристик воды с повышенным содержанием фтора, определение норм примесей, вредное воздействие на человека и бытовые приборы

Фтор – это светло желтый газ, отличающийся своими ядовитыми свойствами и крайне едким запахом. При этом фтор является важным микроэлементом, нужным для формирования костей и зубов.

Органолептически (на вкус и внешний вид) это вещество обнаружить нельзя – фтор никак не влияет на вкус и запах, а так же не изменяет внешнего вида воды.

Норма примесей фтора в воде

Почти всегда в водопроводную воду добавляют фторсодержащие вещества. Но бывают случаи, когда естественная концентрация в воде превышает допустимые нормы. При таком раскладе количество этого микроэлемента искусственно снижают.

Предельно допустимую концентрацию фтора в воде установили в 1994 году по решению экспертного комитета Всемирной организации здравоохранения. Эта норма теперь составляет 0,5-1 миллиграмм на литр и зависит от климата.

В экваториальных странах с самым жарким климатом, где людям необходимо пить больше , этот показатель составляет 0,5 миллиграмм на литр. По мере продвижения к холодным областям, предельно допустимая концентрация в воде увеличивается. В самых холодных странах, где потребления воды в питье находится на низком уровне, концентрация фтора должна быть самой большой – 1 миллиграмм на литр. В США норма фтора в воде составляет от 0,7 до 1,5 миллиграмма на литр.

Максимальная предельно допустимая концентрация в мире установлена на уровне 1,5 миллиграмм на литр.

Виды фторированной воды

1. Фторид натрия (химическая формула – NaF ). Это вещество было первым, которое применили для обогащения воды фтором. Именно оно сейчас считается основой, по которой и производят расчеты по нормам содержания в воде. Фторид натрия используется в виде кристаллов белого цвета или в форме порошка. Оно наиболее дорогое из всех фторсодержащих веществ, но очень удобное в работе. Применяют фторид натрия чаще всего на небольших предприятиях коммунального обеспечения населения.
2. Фторкремниевая кислота (химическая формула H2SiF6 ). Это недорогое жидкое вещество, которое образуется при производстве фосфорных удобрений. Используют ее в концентрациях, примерно равным 23-25 процентам. Единственный минус в дорогой транспортировке этого вещества, которое осложняется большим количеством воды.
3. Фторсиликат натрия (Na2SiF6 ). Недорогой порошок или мелкие, едва различимые кристаллы. При массовом использовании наиболее популярное вещество, так как транспортировать его намного легче, чем кислоту.

Все три вещества хорошо растворимы, безопасны в использовании и относительно недороги.

Для сравнения, весьма велики природные концентрации этого вещества. В грунтовых водах количество фтора может достигать 67 миллиграмм на литр, в морских водах – 1,2 —1,4 миллиграмма на литр. В поверхностных водоемах же это число очень мало – всего 0,1 миллиграмма на литр.
Так же фтор обнаруживается в продуктах питания, например, рыбе и чае.

Вред, наносимый водой с большим содержанием фтора

Вред, наносимый водой с большим содержанием фтору организму человека .

1. При повышении концентрации кальция в организме возрастает риск заболевания флюорозом . При этой болезни эмаль зуба становится похожей на мел, на ней появляются пятна светлее естественного цвета зуба. Особенно это заметно у детей, которые могут заглатывать большие количества зубной пасты с содержанием фтора.
2. Большое количество фтора вызывает общее истощение организма , слабость и вялость, потому что фтор в больших количествах обладает токсичными свойствами. Повышается риск заболевания миастенией (нервно-мышечное заболевание, мышечная слабость ).
3. Самое токсичное воздействие оказывается на печень . Накапливаясь там, он постепенно разрушает ткани печени.
4. Фтор, вмешиваясь в метаболизм гормонов , может так же воздействовать на щитовидную железу. Из-за постепенного накапливания фтора в организме, возрастает риск заболевания щитовидки .
5. Есть версия о существовании связи между синдромом Дауна и фторированием воды. Объясняется это тем, что некоторые ферменты мозга крайне чувствительны к использованию этого микроэлемента. Возникновение болезни Альцгеймера частично приписывают использованию того же фтора.

Вред для коммуникационных сетей

Изотопы фтора приводят к разрушению коммуникаций, связанных с насосами и водопроводом. Но это негативное влияние обычно не рассматривают, потому что возникновение изотопов в природных условиях практически нереально.

Вредного воздействия, оказываемого фторированной водой на бытовую технику , не обнаружено.

Резюме

Современные ученые полагают, что положительные свойства фтора и его защитные способности для зубов несколько приукрашены. Это крайне ядовитое вещество, раньше его применяли как отраву для насекомых. Он имеет свойство постепенно накапливаться в организме, вывести его довольно проблематично.

Количество используемого фтора не должно превышать предельно допустимые концентрации. Избыток куда страшнее для здоровья, чем его недостаток.

Alex , 28 апреля 2016 .

Задайте свой вопрос по статье