Физиологическая роль фтора и его содержание в питьевой воде Орловской области

40

ЗНиСО

МАЙ №5

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ФТОРА И ЕГО СОДЕРЖАНИЕ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Н.В. Канатникова, Г.Л. Захарченко

PHYSIOLOGICAL ROLE OF FLUORINE AND HIS CONTAINING IN DRINKING WATER OF THE ORLOVSKY REGION

N.V. Kanatnikova, G.L. Zakharchenko

Орловский Государственный Университет, ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в орловской области», Роспотребнадзора

В статье описана физиологическая роль фтора. Основным источником поступления его в организм человека является питьевая вода. В различных водоносных горизонтах содержится разное количество фтора. Исследование питьевой воды районов Орловской области показало, что данная область относится к фтордефицитной территории. В Орловской области не проводятся мероприятия по обогащению питьевой воды фтором.

In this article is described the physiological role of fluorine. The main sourse of entering the fluorine in a human health is a drinking water. In the different water levels contains the different quantity of fluorine. An investigation of drinking water of districts of the Orlovsky region showed that Orlovsky region is applying to fluorine-deficient territory. There is no measures for entiching of a drinking water by fluorine in the Orlovsky region.

Известно, что фтор и его соединения широко распространены в биосфере. Они содержатся в литосфере, гидросфере, атмосфере и во всех живых организмах, участвующих в круговороте фтора в природе. Из-за высокой реакционной способности фтор не существует в природе в свободном состоянии, он образует соединения со всеми элементами кроме азота и благородных газов. Фтористые соединения вымываются водой из почвы и горных пород. Наименьшие концентрации фтора обнаруживаются в метеорных и поверхностных водах, наибольшие — в подземных, соприкасающихся с богатыми фтором породами и в минеральных источниках, особенно в термальных, связанных с вулканизмом. В большинстве артезианских скважин концентрация фтора постоянная. Основным признаком, позволяющим предположить наличие высокой концентрации фтора в подземной воде, является контакт подземного потока с фосфоритовыми отложениями или другими фторсодержащими минералами. Накопление фтора в воде увеличивается в участках водоносного горизонта с затрудненным питанием и замедленным во-дообменном, что увеличивает время контакта с водовмещающими породами. Вследствие этого концентрация фтора в водах водоносного горизонта увеличивается по мере его погружения, т. е. в направлении его падения и достигает максимума в центре впадин или в «чашах». Наоборот, наименьшие количества фтора содержат подземные воды, залегающие

близко к поверхности земли, на возвышенных частях современного рельефа, при облегченном питании. Уменьшение количества фтора наблюдается также в водах, приуроченных к хорошо промытым, сильно растрескавшимся породам. Существует мнение, что чем длиннее путь воды через известковые породы, тем больше снижается в ней содержание фтора. Отчасти это согласуется с наблюдениями (для Орловской области характерны карбонатные подземные воды). Щелочной характер вод с большим количеством гидрокарбоната натрия и хлоридов способствует извлечению фтора из пород, а увеличение концентрации кальция и магния подавляет этот процесс. Поскольку в питьевой воде Орловской области обнаруживаются повышенные концентрации кальция и магния, то можно предположить низкое содержание фторидов в воде.

В организме фтор находится в связанном состоянии, обычно в виде труднорастворимых солей с кальцием, магнием, железом. Соединения фтора входят в состав всех тканей человеческого организма. 99% всего количества фтора приходится на костную ткань и зубную эмаль. Фтор жизненно необходим для нормального роста и развития, он участвует в процессах формирования и развития дентина и зубной эмали. Он играет важную роль в костеобразовании, участвует в нормализации фосфорно-кальциевого обмена, активирует аденилатциклазу, ингибирует липазы, эстеразу, лактатдегидрогеназы. В суточном

МАЙ №5

41

рационе человека обычно содержится около 2,5 мг фтора, что и является нормой. Токсическая доза для человека — 20 мг, летальная — 2 г. При оптимальном содержании фтора в воде (0,5-1,2 мг/дм) водный путь поступления фтора в организм является основным и превышает пищевой примерно в 4 раза. Для организма в равной мере неблагоприятны как недостаток, так и избыток поступления этого микроэлемента.

Недостаточное содержание фтора в организме обычно связано с его пониженным уровнем в питьевой воде (менее 0,7 мг/л) и нарушением регуляции обмена фтора. Дефицит фтора в организме - одна из причин возникновения кариеса зубов. Заболеваемость населения кариесом зубов снижается с повышением концентрации фторид-иона в воде до 1 мг/ дм . Но вода, содержащая больше 1-1,5 мг/дм фторид-иона, уже неблагоприятно воздействует на организм, причем в первую очередь поражаются зубы: образуется крапчатость эмали, при которой вначале на зубах появляются непрозрачные меловидные пятна, которые затем увеличиваются, эмаль окрашивается в темно-желтый или коричневый цвет и легко разрушается. Такие зубы обеззараживают прикус, они отличаются хрупкостью и преждевременно стираются. При содержании фтора больше 5 мг в 1 л воды поражается и костно-связочный аппарат: снижается обмен фосфора и кальция в костной ткани с появлением (в тяжелых случаях) костных отложений на ребрах (вплоть до образования костного панциря вместо грудной клетки), трубчатых костях, костях таза и окостенением связок и суставов. Это заболевание называется флюороз и относится к геохимическим эндемиям, т. е. массовым заболеваниям населения, связанным с характерным минеральным составом почвы и воды. Флюороз костей развивается, как правило, через 10-20 лет хронического воздействия фтора. Избыток фтора негативно сказывается на всех звеньях обмена веществ: нарушается углеводный и белковый обмены, угнетается тканевое дыхание, усиливаются процессы торможения в ЦНС, происходит обеднение калием тканей, изменение сердечной мышцы [1]. Устойчивость к действию фтора, как и к другим токсическим агентам, может зависеть от физиологического статуса организма (наследственность и онтогенез) и тех условий внешней среды, на фоне которых действует фтор. Значит этому заболеванию способствуют еще какие-то невыясненные обстоятельства.

Причины избытка фтора в организме человека могут быть следующие:

- избыточное поступление фтора в организм с питьевой водой (некоторые районы севера России, окрестности предприятий по производству алюминия);

- хроническая интоксикация плавиковой кислотой и другими соединениями фтора в производственных условиях;

- длительная передозировка препаратов фтора;

- нарушение регуляции обмена веществ.

Оптимальное содержание фторид-иона в

питьевой воде — 1 мг/дм3. Предельно допустимая концентрация составляет 1,5 мг/дм3 (для

1 и II климатического пояса), для III климатического пояса — 1,2 мг/дм3. Фтор - вещество

2 класса опасности, лимитирующий признак - санитарно-токсикологический [2]. Поскольку фтор имеет важное значение для здоровья человека, а основной путь поступления в организм человека - водный, то проведение гигиенической оценки качества питьевой воды по содержанию этого микроэлемента является актуальным. Цель исследований - изучение содержания фтора в питьевой воде районов Орловской области. Содержание фтора в питьевой воде определяли по ГОСТ 4386-89 фотометрическим с ализаринкомплексоном и потенциометрическим методами [3]. По-тенциометрическое определение проводили в том случае, если содержание железа в исследуемой воде было больше 0,7 мг/дм3. За период 2003-2007 гг. в Орловской области было исследовано 7390 проб питьевой воды на содержание фтора. Как было сказано ранее, существует взаимосвязь между повышенным содержанием в воде кальция и магния и низким содержанием фторидов. Исследования подтверждают эту взаимосвязь. Так, было обнаружено, что для Орловской области характерно, в среднем, невысокое содержание фтора в питьевой воде. Среднеобластное значение фторид-иона в питьевой воде составляет 0,4 ± 0,11 мг/дм3. Таким образом, Орловскую область можно отнести к фтородефицитной территории. Наличие проб выше ПДК по содержанию фтора в районах не характерно. Исключение составляла питьевая вода из скважины лагеря «Юбилейный» п. Новоселки Мценского района (5 проб превышало ПДК в 2007 г.) (табл. 1).

Из данных таблицы видно, что в Орловском, Свердловском, Урицком, Малоархангельском, Верховском районах в некоторых населенных пунктах встречается вода с со-

42

ЗНиСО

МАЙ №5

Таблица 1. Среднее содержание фторидов в питьевой воде районов Орловской области

Районы Минимальное и максимальное содержание фторидов, мг/дм3 Среднее содержание фторидов, мг/дм3

г. Орел 0,215—0,59 0,38±0,060

Орловский 0,184—0,92 0,46±0,100

Троснянский 0,094—0,22 0,18+0,037

Хотынецкий 0,18—0,47 0,36±0,078

Свердловский 0,141—1,16 0,48+0,095

Урицкий 0,28—0,84 0,53+0,080

Шаблыкинский 0,31—0,76 0,39+0,0381

Знаменский 0,3—0,68 0,49+0,074

Болховский 0,3—0,6 0,46+0,081

Верховский 0,1—1,0 0,55+0,103

Глазуновский 0,2—0,9 0,52+0,071

Дмитровский 0,2—0,4 0,35+0,060

Должанский 0,1—0,6 0,32+0,081

Залегощинский 0,7—1,0 0,85+0,091

Колпнянский 0,1—0,4 0,3+0,076

Ливенский 0,1—0,2 0,14+0,037

Малоархангельский 0,1—1,1 0,50+0,074

Мценский 0,2—0,8 0,51+0,109

Ново-Деревеньковский 0,3—0,6 0,42+0,100

Новосильский 0,4—0,6 0,48+0,097

Покровский 0,1—0,3 0,27+0,060

Сосковский 0,06—0,2 0,18+0,042

Корсаковский 0,2—0,4 0,38+0,091

По области 0,1—1,16 0,4+0,11

держанием фтора, близком к ПДК. Однако, средний показатель по-прежнему остается невысоким для каждого района: в 3—4 раза ниже ПДК. По содержанию фтора районы области можно разделить на четыре группы.

I группа — районы с массовой концентрацией фторидов в воде: 0,14—0,18 мг/дм3. В эту группу входят 3 района: Ливенский, Троснян-ский, Сосковский. В питьевой воде Ливенско-го района содержится минимальное среднее количество фторидов — 0,14 ± 0,037 мг/дм3, что меньше среднеобластной концентрации в 2,85 раза. Разность достоверна при доверительной вероятности больше 0,95.

II группа — районы с массовой концентрацией фторидов в воде: 0,27—0,39 мг/дм3. В эту группу входят 8 районов: Покровский, Колпнянский, Должанский, Дмитровский, Хотынецкий, Корсаковский, Шаблыкинский и г. Орел.

III группа — районы с массовой концентрацией фторидов в воде: 0,42—0,55 мг/дм3. В эту

группу входят 11 районов: Орловский, Свердловский, Урицкий, Знаменский, Болховский, Верховский, Глазуновский, Малоархангельский, Мценский, Новодеревеньковский, Но-восильский.

IV группа - районы с массовой концентрацией фторидов в воде: более 0,55 мг/дм3. В эту группу входит Залегощенскй район с наибольшей средней концентрацией фторид-ионов — 0,85 ± 0,091 мг/дм3. Это в 6,07 раза больше, чем в воде Ливенского района и в 2,125 раза больше среднеобластного показателя. Разница высоко достоверна при доверительной вероятности 0,999.

Таким образом, половина районов области потребляет питьевую воду с содержанием в ней фторид-ионов 0,42—0,55 мг/дм3, т. е. на уровне среднего значения. Однако, среднеобластная концентрация в 2,5 раза меньше оптимальной концентрации. Разница высок одостоверна при доверительной вероятности 0,999.

МАЙ №5

43

Проблема восполнения дефицита биогенных элементов за счет питьевой воды является актуальной. Поскольку в воде большинства источников водоснабжения содержится мало фтора, то одним из способов повышения содержания фтора является фторирование питьевой воды. Механизмы фторирования воды не совершенны: быстро выходят из строя дозаторы, а передозировка фтора опасна, затруднено производство особо чистых фтористых препаратов. От фторирования воды отказались. При лечении кариеса используют фтористый лак, фторсодержащие зубные пасты, таблетки с фтористым натрием. В Орловской области не проводятся мероприятия по обогащению фтором питьевой воды централизованного водоснабжения.

Выводы

1. Питьевая вода Орловской области является фтордефицитной.

2. Низкое содержание фтора в питьевой воде Орловской области обусловлено гидрогеологическими особенностями формирования подземных вод.

3. На территории области не проводятся мероприятия по обогащению питьевой воды водоснабжения фтором.

4. Проблема обогащения рациона питания фтором остается нерешенной;

5. Существует острая необходимость научной разработки и широкой практической реализации новых решений по улучшению качества питьевого водоснабжения населения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Здоровье населения и окружающая среда: методическое пособие / Под общей редакцией д.м.н. Е.Н. Беляева: Вып. 3.Т. 1. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999. Ч. 2: Общие методические подходы к оценке состояния здоровья населения в связи с воздействием факторов окружающей среды. 544 с.

2. СанПиН 2.1.4.1074—01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2002. 103 с.

3. ГОСТ 4386—89 «Вода питьевая. Методы определения массовой концентрации фтора».

4. Габович Р.Д., Овруцкий Г.Д. Фтор в стоматологии и гигиене. Казань, 1969. 511 с.