Исследования выявили эффективность концентрации ионов фтора в зубных пастах от 500 до 2500 ч/млн (ррт). Исследования показали, что кариеспрофилактический эффект увеличивается на 6 % на каждые 500 ч/млн свыше 1000 ч/млн фторидов. Относительная эффективность паст, содержащих менее 500 ч/млн фторидов, не установлена. В 1977 г. Европейская комиссия установила верхний предел содержания фторидов для паст, поступающих в свободную продажу, равный 1500 ч/млн. По рекомендации ВОЗ (1984) оптимальная концентрация ионов фтора в зубных пастах должна составлять 0,1 % (1000 ч/млн). В настоящее время фтор вводится в пасты в количестве 1000-1500 ч/млн (0,10-0,15 %) для взрослых и 200-500 ч/млн (0,02-0,05 %) для детей. Данные концентрации относятся к содержанию иона фтора, следовательно, концентрация вещества, в составе которого этот ион вводится в пасту, должна быть выше. Так,концентрация иона фтора - 1000 - 1500 ч/млн (0,10 - 0,15 %) обеспечивается концентрацией натрия фторида (NaF) 0,22 % - 0,33 % или натрия моно-фторфосфата (Na 2 PO 3 F) - 0,76 % - 1,14 %. Соответственно концентрация ионов фтора 200 - 500 ч/млн (0,02 - 0,05 %) - 0,04 % - 0,11 % NaF или 0,15 % - 0,38 % Na 2 PO 3 F.
Количество вводимого в состав зубных паст фтора oграничивается еще и тем, что пациенты непроизвольно заглатывают пасту, и у детей в возрасте до 3-4 лет количество непроизвольно проглоченной зубной пасты достигает 30 %. Известны случаи развития у детей флюороза, вызванного заглатыванием фторсодержащей пасты. Поэтому у детей в нозрасте до 3 лет не рекомендуется применять пасты, содержащие фтор, а чистку зубов фторсодержащими пастами проводить только под контролем родителей.
Соединения фтора, входящие в состав зубных паст. Как один из первых фторсодержащих агентов в зубных пастах следует отметить фторид олова - основное составляющее системы SnF 2 - Crest с Fluoristan (Procter&Gamble), впервые одобренной ADA как предупреждающей кариес зубной пасты.
В качестве фтористых соединений в составе зубных паст также использовались фтористый калий, фторцирконий, тетрафтор титана, цинксодержащие фториды, фторсиликат магния, фтористый магний, натриевая соль фтористого олова, фторметаллит алюминия, аминофторид серебра, фторфенилгуанидогексан, фторгидрат никотиновой кислоты, цетилами-ногидрофторид, фторинол - фторгидрат никометанола, хорошо фиксирующийся на зубах. В качестве естественного источника фтора в зубной пасте предлагалось использовать пыль зеленого чая.
В настоящее время наиболее часто используются:
Натрия фторид,
Натрия монофторфосфат,
Аминофториды.
Все эти вещества хорошо растворимы, легко диссоциируют на ионы, стабильны в водном растворе, не окрашивают деминерализованные зоны эмали.
Натрия фторид (NaF). Применение кремниевых абразивов устранило основную причину выявленной ранее неэффективности этого соединения фтора в пастах - его нейтрализацию абразивными веществами на основе кальция (так, компания Procter&Gamble предложила систему Fluoristat - сочетание фторида натрия с кремниевой абразивной системой - NaF/SiO 2). Фторид натрия легко диссоциирует с выделением активного ионизированного фтора, хорошо фиксируется в зубном налете и в слизистой оболочке полости рта. Иногда в составе паст натрия фторид комбинируется с натрия монофторфосфатом: считается, что при этом создаются оптимальные условия для образования фторапатита. Фторид натрия безвкусный, не окрашивает пелликулу, по некоторым данным образует слой фторида, который сравнительно легко смывается и быстро выводится из полости рта. В пастах для взрослых содержится от 0,22 до 0,33 % фторида натрия, для детей - от 0,04 до 0,11 %. Оптимальная весовая концентрация натрия фторида в пастах - 0,243 %.
Коэффициент перерасчета концентрации натрия фторида в концентрацию свободного иона фтора составляет 2,2: концентрация F" = концентрация NaF: 2,2.
Натрия монофторфосфат (Na 2 PO 3 F). Изначально сочетался с большим числом абразивов, по сравнению с фторидом натрия, поэтому использовался более широко. Высвобождение фтора из монофторфосфата - двухэтапный процесс, окончательное расщепление происходит в ротовой жидкости. Ряд авторов указывают на меньшую эффективность монофторфосфата по сравнению с действием натрия фторида. Однако не следует упускать из виду наличие в молекуле этого соединения фосфатных групп, свойственных для гидроксиапатита твердых тканей зубов. Натрия монофторфосфат обладает частично действием, подобным действию ПАВ на кристаллы, подавляя их рост. Безвкусный, не окрашивает пелликулу, совместим с чистящими веществами. По некоторым данным он не образует в достаточной степени слой фторида кальция и быстро выводится из полости рта, не образуя депо. В пастах для взрослых содержится от 0,76 до 1,14 % монофторфосфата натрия, для детей - от 0,15 до 0,38%. Оптимальная весовая концентрация натрия монофторфосфата в пастах - 0,880 %.
Коэффициент перерасчета концентрации натрия монофторфосфата в концентрацию свободного иона фтора составляет 7,6: концентрация F" = концентрация Na 2 PO 3 F: 7,6.
Аминофториды представляют собой соединения, в которых длинная гидрофобная бикарбонатная цепочка связывается с гидрофильными органическими аминами жирной кислоты, растворимой в воде. Фтор присоединяется к гидрофильной части, образуя так называемую верхнюю группу. Образуются соединения строения, типичного для ПАВ, которые благодаря своей поверхностной активности могут накапливаться на поверхностях любого типа. Ионы фторидов распределяются и аккумулируются активным способом на поверхности эмали (в случае неорганических фторидов, в которых положительные ионы не выполняют транспортных функций, они пассивно распределяются в полости рта). Сходство аминофторидов с детергентами способствует также отделению зубных отложений от поверхности эмали. Благодаря своей поверхностной активности аминофториды образуют на поверхности зуба тонкую пленку - резерв фторида, уменьшая свободную поверхностную энергию, нарушают процесс образования колоний бактерий на поверхности зуба. Они обеспечивают также слегка кислую среду (рН 4,5-5,0), оптимальную для взаимодействия фтора с эмалью. Некоторые авторы указывают на более высокое среднее усвоение фтора аминофторидов, чем натрия фторида. Образующийся после воздействия аминофторидов на поверхности эмали тонкий слой кальция фторида более прочен к воздействию кислот и хорошо удерживается на поверхности зуба, стабильный, высвобождение фтора наблюдается даже спустя месяцы. Аминофторид имеет специфический вкус, при недостаточной гигиене полости рта может окрашивать пелликулу, хорошо препятствует росту бляшки. Из полости рта выводится медленно (образует депо). В верхних слоях поврежденных участков эмали зуба откладывается больше, чем остальные фтористые соединения. Имеет бактерицидное действие.
К зубным пастам, содержащим аминофториды, относятся Ajona Amin-o-med, Lacalut fluor (содержит также хлоргексидин), Lacalut sensitiv (содержит также алюминия лактат и хлоргексидин), Meridol zahnpasta, пасты Elmex.
Препараты фтора обладают способностью вступать в реакцию с другими компонентами зубных паст. При этом фтор может связываться с образованием труднорастворимого соединения и терять свою активность, то есть способность переходить в ионизированное состояние. Поэтому фториды часто вводят в состав гигиенических зубных средств вместе со стабилизаторами - веществами с большей конкурентной способностью вступать в химические реакции с компонентами зубных паст, препятствующие необратимому связыванию фтора (фитиновая кислота и ее соли, лимонная кислота и ее соли, моно-, ди- и трикарбоновые кислоты, фосфат магния, сульфатированные полимеры, хлористый стронций, салицилат цинка).
С фторидами хорошо взаимодействуют ферменты: лизоцим, декстраназа, мутаназа. Натрия хлорид повышает активность вводимого фтора.
Фторсодержащие зубные пасты особенно эффективны при назначении их лицам (особенно детям) с декомпенсированными формами течения кариеса, наличием очагов деминерализации эмали зубов, поражений твердых тканей зубов некариозного генеза. Показаны также при незавершенной вторичной минерализации (сразу после прорезывания зубов), массивных отложениях неминерализованного зубного налета, наличии общих и местных кариесогенных факторов.
Минерализующие агенты
Минерализующие добавки, вводимые в зубные пасты, предназначены для восполнения составных элементов гидроксиапатита при деминерализации эмали или при незавершенной вторичной минерализации, повышения резистентности эмали зубов к кислотам, ингибирования кислотообразования, повышения реминерализующего потенциала слюны и ее буферной емкости за счет насыщения ее минеральными компонентами и фосфатами. Таким образом, действие этих добавок осуществляется либо при непосредственном контакте с поверхностью зуба, либо через слюну.
В качестве минерализующих добавок широко используются фосфаты. Добавление фосфатов в зубные пасты приводит к насыщению слюны фосфором, что способствует повышению ее буферной емкости. Фосфаты также активно участвуют в обмене слюна-эмаль, включаясь в апатит. Наиболее часто применяются кальцийфосфатные соединения - водный и безводный дикальцийфосфат (дигидрат дикальцийфосфата носит название Дикал), глицерофосфат кальция (0,13 %), натрийфосфатные препараты - динатрийфосфат, тетрапирофосфат натрия, алюминийаммонийные фосфаты.
В некоторые зубные пасты предложено добавлять синтетический гидроксиапатит со сверхмалым размером частиц (0,05 мкм), сравнимым по размерам с белковыми макромолекулами, что увеличивает биологическую активность, и высокой удельной поверхностью (100-150 м 2 /г). Препарат обеспечивает микрообработку ионами кальция и фосфата зубной ткани, "замуровывая" микротрещины в ней, уменьшает чувствительность зубов, защищая поверхностные участки эмали, обладает противовоспалительными свойствами, адсорбируя микробные тела и препятствуя развитию гнойно-воспалительных процессов. Добавляется в количестве от 2 до 17 %.
Минерализующими свойствами обладает также кальций абразивной системы - кальция хлорид (используется в экспериментальных пастах). Ион кальция способен восполнять утраченные в процессе воздействия кислот ионы кальция гидроксиапатита эмали. Кальция карбонат увеличивает рН слюны и, кроме того, способствует восстановлению коллагена десен, снижению их кровоточивости.
Предложено использование в составе зубных паст измельченной скорлупы куриных яиц - природного источника кальция, фосфатов и многих микроэлементов. Минеральные соли основы тонко измельченной яичной скорлупы легко диссоциируют в водной среде с появлением ионизированных форм кальция и фосфора.
Предлагалось введение в состав зубных паст ремодента - препарата, получаемого из природных материалов (костной ткани) и представляющего собой комплекс ионов макро- и микроэлементов, необходимых для процессов минерализации и реминерализации.
В некоторых пастах применяется намацит - комплексный макро- и микроэлементарный препарат, влияющий на активность реакций карбоксилирования, тесно связанных с нарушением кислотно-основного состояния, что важно для нормализации рН при кариесе.
Выраженный кариеспрофилактический эффект оказывают средства, содержащие комплексы соединений. Например, фториды включаются одновременно с кальцийфосфатными препаратами. Эффективное действие оказывает комбинация фторида с каолином, с пирофосфатом кобальта и метафосфатом натрия, фосфорнокислым аммонием, солями висмута, окисью кремния, с глицерофосфатами кальция и натрия, с ортофосфатами натрия и калия, с антимикробными препаратами.
Эффективными кариесстабилизирующими комплексами являются следующие: фторид + цитрат цинка + гидроксид алюминия, фторид + кальция хлорид + динатрийфосфат, фторид + лимонная кислота + цитрат цинка, фторид + фторированное ПАВ + неорганический фосфат, фторид натрия + фторид стронция + метафосфорная кислота + соль силикатов магния и а/люминия, фтор + оксид кремния + оксид магния + оксид железа + гидроксид алюминия.
Зубные пасты с минерализующими добавками показаны у детей до 3-4 лет (применяющих бесфтористые пасты или пасты с низким содержанием фтора), в период вторичной минерализации только что прорезавшихся постоянных зубов, при наличии общих и местных кариесогенных факторов.
Антибактериальные агенты
Противомикробные агенты влияют на микроорганизмы зубного налета, препятствуя образованию зубной бляшки. Наиболее часто применяются катионные антимикробные агенты - бисбигуаниды, аммонийные соединения и фенолы.
Из аммонийных соединений применялись четвертичные аммонийные соли бензоэтонийхлорид, дигидродихлорид, додецилтриаммонийхлорид, цетилпиридинийхлорид. Из бисбигуанидов - бигуанид аминоцикличес-кий, бисбигуанидогексан, бисхлорфенилбигуанидоэтан, дигуанидогексан, диэтилгексил-дигуанидогексан (алексидин), хлорбензгидрилгуанид.
В качестве антибактериальных агентов запатентованы и использовались в зубных пастах огромное количество антисептических веществ. Некоторые из них: диоксид натрия, калия, аммония или кальция (полностью ингибирует рост Str. mutans), синергические комплексы гекситидина, моно- и диальдегиды, органические соединения германия (полностью ингибирует рост Str. mutans), комплексные соли двух- и трехвалентного железа, кислоты - аминобензойная, дегидрогвайаленовая (полностью ингибирует рост Str. mutans), поливинилфосфоновая, амиды салициловой кислоты, смесь тартроновой, глициновой и оксимасляной кислот, производные тритерпеновой кислоты, мальтол, этилмальтол, натрия салицилат, масло зернышек стручкового перца (полностью ингибирует рост Str. mutans), фосфатиды (холин, лецитины), хитин, хитозин (обладают сродством к белкам и способны ингибировать адсорбцию Str. mutans, mitis, sanguis на поверхности эмали), хлора диоксид, лактат, хлориды и сульфаты цинка, препараты, получаемые из растений: экстракт листьев Casuarina Stricte, плодов AInus Sievoldiana, экстракты из растений Zizyplus vulgaris, Foeniculi vulgaris, Palonia jopaiea, Gentiane radix (ингибирует гликозилтрансферазу, продуцируемую штаммами Str. mutans). Применялись также производные или продукты жизнедеятельности других микробных клеток: антиген из Str. sanguis, полисахарид, продуцируемый Bacillus polymyxa, фермент, продуцируемый флавобактериями, антитело из животных клеток, иммунизированных мутантом стрептококка.
В современных зубных пастах в качестве антимикробных агентов против зубной бляшки используются преимущественно хлоргексидин, триклозан и цинка лактат (см. главу "Использование различных групп веществ для местной профилактики стоматологических заболеваний").
Длительное применение зубных паст с 0,2-0,4 % хлоргексидина приводит к образованию желтого или желто-коричневого налета на зубах и языке, иногда - к повышенному камнеобразованию. Эти побочные эффекты значительно сузили сферу применения хлоргексидина в средствах индивидуальной гигиены полости рта, хотя этот агент и является в настоящее время одним из самых активных в отношении микрофлоры зубных отложений.
В состав паст часто включается 0,2-0,3 % триклозана. В некоторых рецептурах применяется комбинация триклозана (0,3 %) и кополимера ПВА/МА (поливинилметилового эфира малеиновой кислоты, выпускаемого некоторыми производителями под торговой маркой GantrezT). Компания Colgate назвала такую комбинацию Триклогард. Подобное комбинирование препаратов приводит к повышению активности триклозана за счет пролонгированной фиксации на поверхности зубов и слизистой оболочки полости рта. Таким образом обеспечивается длительное действие против значительного количества бактерий полости рта, уменьшение налета и воспаления. Кополимер ПВА/МА в присутствии триклозана способен подавлять рост кристаллов, что обеспечивает предотвращение образования зубного камня. Доказано, что триклозан остается на поверхности тканей даже через 12 ч после чистки зубов. Иногда триклозан сочетается с цинком.
Лактат цинка оказывает бактериостатическое действие, сдерживая развитие бактерий, продуцирующих летучие соединения серы, а также связывает летучие соединения серы с образованием нерастворимых соединений, устраняя неприятный запах изо рта. Под воздействием лактата цинка замедляется развитие Str. mutans. Вещество задерживается в полости рта не менее, чем на 3-4 ч.
Минеральные соли
Минеральные соли и их комплексы, добавляемые в состав зубных паст, оказывают благоприятное действие на слизистую оболочку полости рта, способствуют улучшению кровообращения, растворению слизи, препятствуют образованию мягкого зубного налета. Соли способны удерживать кислотно-основной баланс, нормализуя обменные процессы, ощелачивая полость рта и, создавая оптимальную среду для процессов минерализации эмали, стимулируют слюноотделение, обеспечивая таким образом реализацию защитных и буферных функций слюны. Некоторые из солевых добавок содержат макро- и микроэлементы, способные включаться в состав твердых тканей зуба. Высокая концентрация солей в пастах вызывает усиленный отток тканевой жидкости из воспаленной десны, а также оказывает некоторое обезболивающее действие.
В состав зубных паст входят морская соль, поваренная соль. Применяются минеральные воды, богатые солями, рапа Поморийских лиманов, также улучшающая кровоснабжение тканей пародонта и их трофику. Бикарбонат натрия (пищевая сода) является мягким абразивом, нейтрализует кислотную активность бактерий.
Зубные пасты для детей
Проблема разработки оптимальных зубных паст для детей, особенно самых маленьких, остается до сих пор открытой. Возникает противоречие между высокой потребностью низкоминерализованных тканей только что прорезавшихся зубов во фторе и невозможностью введения его оптимальных концентраций ввиду непроизвольного заглатывания пасты.
Требования, предъявляемые к детским зубным пастам:
1. Низкое содержание (или отсутствие) фтора, предупреждающее возможность развития флюороза при непроизвольном заглатывании пасты. Это условие необходимо для зубных паст для детей до 6 лет. После этого возраста ребенок может пользоваться зубной пастой с более высоким содержанием фторидов (юношеской или взрослой). Некоторые производители для предупреждения заглатывания большого количества пасты выпускают ее в унидозах на каждый день (на неделю в одной упаковке, слайд).
2. Низкая абразивность. Для временных зубов и только что прорезавшихся постоянных, а также при пониженной кислоторезистентности эмали оптимально использование гелевых паст.
3. Отсутствие вкусовых добавок, способных вызвать желание ребенка есть пасту или приучить его к сладкому вкусу. Предпочтительно использование нейтральных, мятных или фруктовых ароматизаторов, которые не выывают неприятия у ребенка.
4. Привлекательный внешний вид и удобная для использования ребенком упаковка.
При использовании зубных паст детьми, особенно в период обучения чистке зубов, необходим контроль со стороны родителей. Известно, что антибактериальное и реминерализирующее действие осуществляется, когда паста находится во рту не менее 2-3 мин, что требует соблюдения тщательности чистки зубов.
Таблица демонстрирует, насколько разнообразен спектр активных добавок, вводимых в детские зубные пасты.
| Зубные пасты для детей | ||
| Название пасты | Содержание фтора | Активные компоненты |
| Blend-a-med (Бленди) | 0,055 % NaF (250 ч/млн Р) | |
| Colgate junior | 0,15 % NaF (680 ч/млн Р) | |
| Colqate junior super star | 0,76 % МФФ (1000 ч/млн Р) | |
| My first Colgate | NaF | |
| Dan na dan junior | МФФ | Ксилитол |
| Dental dream for children | 0,5 % МФФ (660 ч/млн Р) | Кальция лактат |
| Elmex enfant | Аминофторид (250 ч/млн F") | |
| First Teeth | Не содержит | Лактопероксидаза, лактоферрин |
| Lacalut (Синий медведь) | Аминофторид (250 ч/млн F") | Витамины А, Е |
| Mildfresh junior | 0,76 % МФФ {1000 ч/млн Р) | |
| Детские пасты Oral-B | NaF | |
| Детский жемчуг | Не содержит | Фосфаты |
| Малина | МФФ | |
| Продент для подростков | NaF + МФФ | |
| Чистюля | NaF | Кальция глицерофосфат |
Гели для самостоятельных аппликаций на зубы и десны
Гели, предназначенные для домашних аппликаций, составляют по меньшей мере две различные группы.
1. Гели с содержанием фторидов (до 4000-12000 ч/млн ионов фтора), применяющиеся для аппликаций на зубы в целях интенсификации их вторичной минерализации, реминерализации и повышения резистентности эмали к воздействию кислот. Часто гели подкислены, поскольку включение фтора в эмаль происходит активнее в слабокислой среде. Они могут быть предназначены для индивидуального использования в домашних условиях или для применения в условиях стоматологического кабинета. Таким образом, эти средства местной профилактики кариеса относятся как к средствам индивидуального ухода за зубами, так и к средствам врачебной стоматологической профилактики.
Фторидные гели, доступные для самостоятельного использования, включают нейтральный натриевый гель (5000 ч/млн), гель со фторидом олова (1000 ч/млн). Широкое распространение приобрел 1,23 % гель натрия фторида, подкисленный фосфатом (APF). Ниже приведен классический состав такого геля:
Натрия фторид - 26,50 г,
Натрия фосфат (двухосновный) -10,00 г,
Кислота фосфорная 50 % (до достижения рН=3,2) - 11,00 мл,
Натрия карбоксиметилцеллюлоза -28,00 г,
Натрия сахарин - 500,00 мг,
Ароматизатор - 10,00 мл,
Вода дистиллированная - до 1 л.
В некоторых европейских странах гели для местного применения используются в рамках программ обязательной чистки зубов (6-12 раз в год) или рекомендуются как средство для еженедельного использования дома лицам старше 8 лет. Концентрация фторидов в продуктах, применяемых самостоятельно, ниже, чем их концентрация в продуктах, предназначенных для использования специалистами.
Аппликации проводятся обычно не ежедневно, а через определенные промежутки времени. Для проведения аппликации гель наносится с помощью зубной щетки или аппликатора на зубы на несколько минут, после чего рот тщательно прополаскивается. Более эффективна и безопасна аппликация гелем, нанесенным на оттискную ложку или специальную двухчелюстную пластиковую ложку. Многие компании в этих целях производят аппликационные ложки различных размеров (слайд). Более удобно пользоваться индивидуально изготовленными ложками. На ложку взрослого обычно наносится около 2,5 мл (5-10 капель) геля (около 40 % емкости ложки).
Гели для домашнего использования, так же, как и зубные пасты, могут непроизвольно заглатываться (по различным данным от 15 до 100 %, в среднем 30 %), поэтому содержание в них фтора соответствует таковому в традиционных фторсодержащих пастах. Гели с высоким содержанием фторидов могут применяться только в условиях клиники под контролем врача и с использованием слюноотсоса.
Длительность аппликации не должна превышать 4 мин. При наличии во рту фарфоровых протезов, которые могут разрушаться кислотными растворами и гелями, перед аппликацией их следует изолировать (смазать вазелином). Перед аппликацией геля необходимо почистить зубы, через 30 с после аппликации прополоскать рот водой или насыщенным раствором натрия бикарбоната и в течение 30 мин не пить и не принимать пищу.
Фтористые гели для индивидуального и врачебного применения показаны при высокой интенсивности кариеса, наличии общих и местных кариесогенных факторов (в частности, по рекомендации ВОЗ, у ортодонтических больных и у пациентов с ксеростомией, которым проводится лучевая терапия), присутствии на зубах очагов деминерализации эмали, гиперестезии зубов.
2. Гели, предназначенные для аппликаций на слизистую оболочку десен, представляют собой чрезвычайно немногочисленную группу. К ним, в частности, относятся препараты с антисептическими и противовоспалительными добавками, применяющиеся перед и после оперативных вмешательств на пародонте.
Авторы статьи исходили из гипотезы негативного влияния пониженного содержания фтора на возникновения кариеса у детей. В статье выполнен обзор современных научных данных о значении фтора в формировании кариеса зубов, о классификации природных вод, в том числе для питьевого водоснабжения. В материале описаны вероятные механизмы превращения фтора в организме.
Состояние проблемы
Здоровье населения находится в прямой зависимости от состава природных вод в источниках, из которых осуществляется регулярное водоснабжение данной территории. Ежедневно человек употребляет 1,5−2,5 литра воды, которая не должна, в идеале, содержать никаких вредных примесей, негативно воздействующих на здоровье человека. В то же время, питьевая вода должна содержать достаточное количество микроэлементов, участвующих в обменных процессах человека .
В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, состав и соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород. Большое влияние на состав природных вод, как поверхностных, так и подземных, оказывает техногенное загрязнение.
Вода с повышенной минерализацией влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно-солевое равновесие, в результате чего наступает рассогласование многих метаболических и биохимических процессов в организме. Систематическое употребление дистиллированной и мало минерализованной воды вызывает нарушение водно-солевого равновесия, в основе которого лежит реакция осморецептивного поля печени, выражающаяся в повышенном выбросе натрия в кровь. В результате происходит перераспределение воды между внеклеточной и внутриклеточной жидкостями. В эксперименте на лабораторных животных и добровольцах установлено, что нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является пустой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации питьевой воды находится в диапазоне 200−400 мг/л, магния – 10 мг/л
Повышенная жесткость воды может быть одним из этиологических факторов в развитии уролитиаза, слишком низкое содержание солей жесткости способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний. Это основывается на данных многих исследований . Содержание фтора в природных и питьевых водах составляет особую проблему. Фтор широко распространен в природе. Его содержание в земной коре 0,01%. Чаще всего фтор встречается в виде фторидов с металлами. Много фтора содержат некоторые слюды, лепидолит, турмалин, фосфорит, фторапатит, гранит, и т.
Фтор относится к веществам, способным изоморфно включаться (в низких концентрациях) в состав апатита, образуя более прочные его аналоги. Фтор замещает гидроксильную группу в молекуле гидроксиапатита, превращая его во фторапатит, который более устойчив к воздействию кислот. Атмосферные осадки, воды тающих снегов, проникая в глубокие слои земли, вымывают различные слои. В тех местах, где почва богата соединениями фтора, происходит обогащение его солями. Поэтому чаще подземные воды более богаты фтором, чем воды рек, озер, колодцев .
1) Очень низкая концентрации – до 0,3 мг/л, при которой заболеваемость населения кариесом зубов в 3−4 раза больше, чем при оптимальной концентрации фтора; у детей наблюдается задержка окостенения и дефекты минерализации костей. Пятнистость эмали зубов первой степени может наблюдаться у 1−3% населения.
2) Низкая концентрация фтора – 0,3−0,7 мг/л – флюороз первой степени у 3−5% населения.
3) Оптимальная концентрация фтора – 0,7−1,1 мг/л – заболеваемость кариесом близка к минимальной.
4) Повышенная, но еще допустимая концентрация фтора – 1,1 – 1,5 мг/л 0 флюороз у 2% людей.
5) Выше предельно допустимой – 1,5 – 2 мг/л – флюороз у 30% населения.
6) Высокая концентрация фтора – 2−6 мг/л – до 80% населения страдает флюорозом в эндемическом районе (Патрикеев В.К.).
7) Очень высокая концентрация фтора – 6−15 мг/л – заболеваемость кариесом зубов значительно больше минимальной. До 80−100% населения поражено флюорозом с преобладанием тяжелых форм. Значительно увеличены стираемость и ломкость зубов. У детей часто наблюдаются нарушения в развитии и минерализации костей, у взрослых – остеосклероз костей.
В отношении механизма действия фтора на зубы до настоящего времени имеются лишь отдельные предположения. Одни авторы считают, что фтор, являясь ферментативным ядом, снижает активность фермента фосфатазы, связывает в организме соли кальция, которые затем выводятся почками и потовыми железами. В результате объединения организма солями кальция происходит нарушение минерализации эмали зубов . По мнению других исследователей (и это более обоснованное представление), при повышенном содержании фтора в питьевой воде изменения в тканях зубов возникают в результате токсического действия фтора, как одного из наиболее активных элементов, на энамелобласты во время развития эмали, в результате чего нарушаются процессы ее формирования и обызвествления . При оптимальном содержании фтор способствует более интенсивному включению кальция в обызвествленные ткани организма. Вступая в реакцию с кристаллами гидроксиапатита эмали, фтор образует соединения, более устойчивые к воздействию кислот, уменьшает проницаемость эмали зубов, укрепляя микрокристаллическую решетку эмали. Фтор обладает бактерицидным действием, снижая ферментативную активность (кислотообразующую) микробов. Недостаток фтора в рационе питания способствует развитию кариеса, т.к. нарушается связь между органическими (белковыми) и неорганическими (известковыми элементами эмали и дентина зубов .
Многочисленные клинические наблюдения свидетельствуют о том, что кариес у детей наиболее интенсивно развивается в первые годы после прорезывания зуба, что совпадает с периодом незрелой эмали. Минерализация обеспечивается высокой степенью проницаемости эмали незрелых зубов (в течение года после прорезывания зуба).
В процессе созревания в эмаль поступают ионы кальция и фосфора, которые накапливаются во всех слоях эмали, особенно в поверхностном. Образуется высокополимеризованный слой толщиной до трех микронов, который характеризуется высокой устойчивостью к действию кислот. Если в это время фтора в эмаль поступает достаточно, то увеличивается содержание фторапатитов. Устойчивость эмали к развитию кариеса зубов повышается. До прорезывания зуба фтор поступает в эмаль из сыворотки крови, а после прорезывания еще и из слюны. включение фтора в эмаль из слюны доказано научно. Фтор регулирует процесс поглощения кальция твердыми тканями зуба. Скорость минерализации в присутствии фтора значительно возрастает. Даже при такой низкой концентрации фтора как 1:1000 скорость минерализации возрастает в 3−5 раз.
Для эндогенной (внутренней) профилактики и экзогенной (наружной) профилактики кариеса применяются соли фтора: фтористый натрий, фториды олова, свинца, цинка, меди, серебра, железа, циркония, сурьмяно-фтористый натрий и калий, фтористый аммоний, тетрафторид титана, аминофториды, монофторфосфат натрия, фторированные ксилит и сорбит .
Собственные исследования
Город Чайковский расположен на юге Пермского края на реке Каме в зоне подпора Воткинского водохранилища. По данным филиала центра гигиены и эпидемиологии в г. Чайковском на 2005 г. в реке Касса при заборе воды выше очистных сооружений концентрация фтора в воде соответствует оптимальному уровню, pH ближе к нейтральному, а жесткость воды превышает показатели в артезианских скважинах в 3 раза. Имеется превышение содержания тяжелых металлов (марганец, медь, цинк, железо и алюминий). Причем в прежние годы была возможность брать воду на анализ лишь с поверхности водоема. Теперь оснащение лаборатории отдела экологии и природопользования позволяет провести исследование всей толщи воды. Индекс загрязненности водоемов является самым низким по всей Пермской области: воду можно отнести к третьему классу (уровень умеренного загрязнения). Если на протяжении ряда лет по тяжелым металлам были превышения ПДК до 50−70 раз (например, по марганцу), то в последние годы эти показатели на много снизились – до 12−13, т.к. ужесточается контроль по сбросу сточных вод.
Для среднего Урала, где расположен г. Чайковский Пермской области, норма фтора в питьевой воде составляет 1,0−1,5 мг/л. В скважинах города концентрация фтора в воде различна. Так в скважинах микрорайона Уральский (школа № 6) на 2005 год концентрация фтора составляет 0,15 мг/л, что по классификации соответствует очень низкому уровню. В скважине у хлебокомбината на сегодняшний день концентрация фтора в воде также не соответствует норме. В скважинах г. Чайковского, обеспечивающих питьевое водоснабжение города, вода имеет пониженную жесткость: в среднем от 0,15 до 0,9 мг-экв/л, максимум – 3,45 мг экв/л (в скважине Завокзального района) при норме 7 мг-экв/л. Соответственно, как указывалось ранее, существует риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний.
Водородный показатель (рН) воды города превышает допустимую норму и только в скважине Завокзального района рН соответствует норме.
В воде почти всех скважин города присутствуют азотосодержащие вещества органического происхождения. Регистрируются разовые нарушения гигиенических нормативов по сухому остатку и уровню фтора.
Детский возраст лучше всего подходит, чтобы использовать способность к подражанию и в игровой форме стимулировать заботу о здоровье своих зубов и десен. Путем постоянного повторения и тренировок можно в течение школьных лет сформировать у детей осознание необходимости постоянно заботиться о своем здоровье.
В раннем детстве ребенок наиболее обучаем, так как копирует поведение родителей и воспитателей. В школьные годы организм интенсивно растет. В этом возрасте завершается созревание эмали постоянных зубов. С 11 до 15 лет завершается формирование прикуса. Стоматологи относят подростков к группе риска, требующей повышенного внимания при планировании профилактических мероприятий: уроков здоровья в школах.
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.
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).
Фтор (F 2) класс опасности - 2
Газ бледно-желтого цвета с резким характерным запахом, похожим на смесь запахов хлора и озона. Тяжелее воздуха. Реагирует с водой, образуя плавиковую кислоту. С органическими веществами реагирует бурно (возможно воспламенение). Затвердеваетпритемпературе- 219,7 0 С ,притемпературе -188,2 0 С сжижается. Является сильным окислителем, вызывает горение, взрывоопасен .
Фтор используется в производстве фторорганических соединений в качестве фторирующего агента.
Фтор перевозят в сжиженном состоянии в контейнерах, железно-дорожных цистернах, баллонах, которые являются временным его хранилищем. Обычно фтор хранят в сжиженном состоянии в наземных горизонтальных цилиндрических (объёмом 10-250 м 3) и шаровых (объёмом 600-2000 м 3) резервуарах под давлением собственных паров 18 кгс/см 2 .
Предельно допустимая концентрация (ПДК) фтора в воздухе рабочей зоны производственных помещений 0,15 мг/м 3 , в воде водоемов 1,5 мг/л, в почве 2,8 мг/кг. По действию на организм относится к АХОВ раздражающего действия. Вызывает некроз тканей, отек легких, поражает печень и почки. Поражающая токсодоза 0,2 мг∙мин/л.Концентрация 77 мг/м 3 – непереносима: вызывает сильное раздражение верхних дыхательных путей, концентрация 39 мг/м 3 переносится в течение 5 минут. Тяжелые отравления возникают в результате передозировки фтора в питьевой воде.
При ликвидации аварий с выбросом (проливом) фтора изолировать опасную зону в радиусе не менее 400 м, удалить из нее людей, держаться наветренной стороны, избегать низких мест, соблюдать меры пожарной безопасности, не курить. В опасную зону входить в изолирующих противогазах или дыхательных аппаратах (ИП-4М, ИП-5,ИП-6, КИП-8, АИР-324, АИР-317, ИВА-24М, АП-96, АСВ-2) и средствах защиты кожи (костюм Л-1, ОЗК, КИХ-4, КИХ-5, «КАИС» ). На удалении от источника химического заражения более 400 м средства защиты кожи можно не использовать, а для защиты органов дыхания используют фильтрующие промышленные противогазы с коробкой марки В , гражданские и детские противогазы ГП-5, ГП-7, ПДФ-2Д, ПДФ-2Ш с дополнительными патронами ДПГ-3, ДПГ-1.
Наличие фтора и паров фтора определяют:
В воздухе промышленной зоны:
- газосигнализатором фтора и паров фтора ХОББИТ- F (H F )
- мини-экспресс-лабораториейМЭЛ с диапазоном измерений до 100 мг/м 3 ;
- лабораторией для комплексного экологического контроля объектов окружаю-щей среды «Пчелка-Р».
На открытом пространстве: п риборами СИП «КОРСАР-Х»
В закрытом помещении: п риборами СИП «ВЕГА-М »
Нейтрализуют фтор (сжиженный газ):
10%-ным водным раствором щелочи (например, 100 кг едкого натра и 900 л воды) с нормойрасхода: 10 тонн раствора на 1 тонну сжиженного фтора;
Водой с нормой расхода: 500 тонн воды на 1 тонну сжиженного фтора.
Для осаждения паров использовать распыленную воду.
При пожаре тушить большим количеством распыленной воды с максимально возможного расстояния.
Для распыления воды и растворов применяют поливомоечные и пожарные машины, авторазливочные станции (ПМ-130, АЦ, АРС-14, АРС-15), мотопомпы (МП-800), а также имеющиеся на химически опасных объектах гидранты и спецсистемы.
Место разлива засыпают активным углем или углем катализатором, обрабатывают 10%-ным водным раствором щелочи или водой. Для утилизации загрязненного грунта на месте разлива срезают поверхностный слой грунта на глубину загрязнения, собирают и вывозят на утилизацию с помощью землеройно-транспортных машин (бульдозеров, скреперов, автогрейдеров, самосвалов). Места срезов засыпают свежим слоем грунта, промывают водой в контрольных целях.
Действия руководителя: изолировать опасную зону, удалить из нее людей, держаться наветренной стороны, избегать низких мест, соблюдать меры пожарной безопасности, не курить, в зону химического заражения входить только в полной защитной одежде.
Оказание первой медицинской помощи :
В зараженной зоне: обильное промывание глаз водой, надевание на пострадавшего противогаза, эвакуация из зоны заражения на носилках или транспортом.
После эвакуации из зараженной зоны: промывание глаз водой или 2%-ным раствором соды ; обработка пораженных участков кожи водой, мыльным раствором; покой; немедленная эвакуация в лечебное учреждение. Ингаляции кислорода не проводить.