В какой воде может содержаться фтор

В РФ содержание фтора в питьевой воде занижено. Открытые водоемы имеют концентрацию меньше 0,5 миллиграммов в одном литре воды. Только Уральский и Подмосковные регионы характеризуются завышенным значением этого показателя – около 4,4 мл/л. Во многих стран СНГ и России началась активная фторизация воды. Сегодня технологии развиты не так хорошо, что бы быть внедренными во все районы. Многие ученые начинают оспаривать оправданность фторизации. Статистика указывает на снижение заболеванием кариесом, что говорит в пользу внедрения программы. Однако избыток фтора приводит к развитию серьезных заболеваний. Не всегда можно контролировать количество постигаемого фтора с разных источников. Отрицательное влияние внесение фтора в сточные воды, а потом и в водоемы, отмечено в экологической обстановке. Длительное воздействие повышенной концентрации пока не изучено.

Фтор в водоисточниках

Химический элемент Фтор

На нашей планете фтор является распространенным элементом. Однако в свободном состоянии он встречается не часто. Фтор самый электроотрицательный и реакционный: реагирует со всеми веществами при любой температуре. В естественной среде он часто встречается в соединении с кальцием или алюминием. В промышленных целях используют плавиковый шпат, который содержит почти 50% фтора. Основная добыча ведется в России, США, Казахстане, Мексике.

В природных источниках воды содержание фтора объясняется его способностью легко растворяться. Концентрация может доходить до 100 мг/л.

Содержание фтора в воде из подземных источников обусловлено:

почвой и ее консистенцией;
геологические, физические и химические показатели района;
пористость породы;
температура;
кислотность;
глубина и др.

Более 25 мг/л фтора содержится в индийских, кенийских и южноамериканских водах. Почти все белорусские и российские подземные воды имеют более 1,5 мг/л, а большая часть украинских вод – менее 0,5 мг/л. Воды на поверхности земли имеют меньшую концентрация – до 0,3 мг/л. Исключением являются азербайджанские и казахстанские водоемы – до 11 мл/г.

Поступаемое в организм количество фтора зависит от рациона питания, качества питьевой воды и воздуха. Различный климат ведет к разному потреблению воды. Поэтому необходимо внимательно следить за ее очисткой. При использовании зубной пасты с фтором, в организм может попадать до 50 мкг фтора, а если полоскать зубы эликсиром – около 2 мг. Различные лекарственные препараты и фторсодержащий воздух могут значительно увеличить ежедневное потребление фтора.

Влияние фтора на организм человека

Фтор в питьевой воде

Основным источником фтора являются соли в питьевой воде и пищи. Они попадают в желудочно-кишечный тракт и переносятся кровью ко всем органам. Почти половина фтора оседает в костях и зубах. Постепенно кости освобождают лишний фтор, он с остальными солями выводится наружу. У детей и подростков оседает больший объем фтора, а отдается – меньше. Так же фтор аккумулируется в аорте в виде соединений с кальцием. Частым заболеванием является кальциноз аорты – атеросклероз.

В костях фтор накапливается из-за схожести с кальцинированными тканями. Фторид-ионы занимают место гидроксильных ионов в костях благодаря ионному обмену и рекристаллизации.

Кислотная среда пагубно действует на фторапатиты и ведет к их разрушению. Фтор сокращает костную резорбцию. Так же без него не образуются гидроксиапатиты, которые образуют новые кости.

Количество фтора в организме зависит от:

возрастной группы (до 55 лет его количество растет);
половой принадлежности;
типа кости.

В зависимости от возраста фтора должно быть 100-9700 мг/кг, а в зубах – 90-16000 мг/кг. Разные слои зубной эмали имеют различную концентрацию фтора.

Освобожденный костями фтор выходит через мочу. Для выведения фторидов необходимо от 1 недели до 8 лет.

Биогенное назначение фтора:

образование соединений с активаторами ферментных систем;
обмен витаминами;
может участвовать в образовании гормон щитовидной железы, что влияет на ее функциональность;

Фтор может быть не только полезным, но и вредным. Ион фториды – ингибитор ферментов и приводит к нарушению импульсов нервной системы. Одни врачи считают, что последствия избыточного воздействие иона фтора и ферментов быстро прекращается при снижении поступаемого фтора. Другие ученые говорят про серьезные необратимые отклонения в работе организма.

Влияние фтора на организм человека начали изучать еще в 1931 году. Было доказано, что дефицит фтора в питьевой воде (до 0,2 мг/л) приводит к значительному росту числа зубных заболеваний. Концентрация выше 5 мг/л является основным источником гиперфторирования человека. Особенно страдают от флюороза дети в период активного роста: зубы деформируются и меняют цвет, страдает скелет. Флюороз опорно-двигательного аппарата имеет три стадии. Первые две не проявляются внешне. Только рентгеновское исследование может показать деформацию формы и поверхности костей таза, позвоночника. Основными симптомами являются: болевые ощущения в суставах, мышечная слабость, расстройство желудка и кишечника, снижение аппетита. Со временем боль начинает носить постоянный характер, наблюдается кальциноз связок, остеопороз, острые шпоры на костях. Конечной стадией может стать соединение частей позвоночника, который изменяет форму человека. Если в организм каждый день будет поступать 20 мг фтора на протяжении 2 лет, то человек будет иметь флюороз уродующей стадии. Во многих африканских странах, а так же Китае и Индии большая часть населения имеет изменения в скелете.

Алюминиевое производство характеризуется высокой концентрацией фтора в воздухе и близлежащих водных источниках. У населения отмечается флюороз, нарушенная работа печени, сердечно-сосудистой системы.

В 1992 году на Аляске в питьевую воду дополнительно вводили фтор до полезной концентрации. Однако произошел сбой оборудования, что привело к потреблению воды с большим содержанием фтора более 6 месяцев. Пострадало около 300 человек. Это наглядный пример, что необходимо ответственно подходить к фторированию питьевой воды.

Сегодня полностью не изучено влияние фтора на организм взрослых людей и детей. Оптимальной концентрацией считается 1 мг/л. Такое количество помогает бороться с кариесом и не приводит к флюорозу.

Фторирование питьевой воды

Питьевая вода содержащая Фтор

Первый раз фторирование использовалось в 1945 году в США. Сегодня оно характерно 39 странам во всем мире. Фторирование питьевой воды поддержано многими медицинскими организациями.

Для фторирования воды используют фтораторные установки для коммунального водоснабжения. Для жарких стран рекомендуют содержание фтора – до 0,7 мг/л, а с умеренным климатом – до 1 мг/л. В нашей стране существует специальный ГОСТ 2874-90.

Основными причинами фторирования являются:

содержание фтора менее 0,5 мг/л;
повышенное количество заболеваний кариесом.

Для фторирования питьевой воды необходимо:

централизованный водопровод с насосными и водоочистительными станциями;
квалифицированные работники;
постоянная поставка фторсодержащего сырья;
финансовые ресурсы.

Плюсами фторирования воды:

охватывает большое количество людей вне зависимости от их желания;
доступно для бедных слоев населения;
снижение пародонта;
невысокая стоимость;
снижение затрат на содержание стоматологического персонала.

Минусами являются:

обязательно необходим централизованный водопровод;
экономически нерационально в малых населенных пунктах;
обеспечения безопасных условий труда персонала;
отсутствие выбора для человека;
тщательный контроль за работой оборудования и персонала;
исследования для определения необходимой дозировки.

В сельской местности или малонаселенных городах рекомендуют использовать фторобогащенную воду заводского производства. Так же популярны школьные программы фторирования воды, когда в бак с водой добавляют раствор фторида.

Очистка воды от фтора

Для снижения содержания фтора в питьевой воде используют несколько методов:

химический;
физический;
электролитный.

Химический метод очистки воды от фтора

При химической очистки воды используют определенные реагенты. Часто это оксиды алюминия и магния. Ионы фтора и фторидов связываются и удаляются. Полную очистку питьевой от фтора это метод не гарантирует. Но он дешевый и возможен в промышленном производстве.

Электролитический способ применяют в качестве предварительной очистке. Он снижает износ фильтров и удаляет крупные загрязнения.

Фильтры с активированным углем являются дешевым способом очистки питьевой воды. Однако он будет эффективен только при частой замене. Наиболее приемлемый эконом вариант для домашней фильтрации.

Большую продуктивность имеют фильтры с обратным осмосом. Специальная мембрана не пропускает примеси и органику.

В промышленности удаления фторидов используют отстойник, в который погружают алюминиевые электроды. Совмещаются два метода очистки: электролитическая очистка и осаждение диоксидом алюминия фторидов. Дополнительно на электроды оседают медь, железо и др. вредные вещества.

Специалисты рекомендуют для дома использовать мембранные фильтры. Если необходимо фильтровать всю воду, то используют гибридную систему с несколькими степенями очистки. Допускается разделение потоков воды: для питья и для бытовых нужд. Внешние действие фтора не столь губительно, как внутреннее.

Источник

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

Нормы примесей
Виды фторированной воды
Вред от воды с большим содержанием фтора
Резюме

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 воды, 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

Воду с содержанием фтора классифицируют по способу фторирования. Всего таких способа выделяют три.

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.
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.
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.

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.
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).
Самое токсичное воздействие оказывается на печень. Накапливаясь там, он постепенно разрушает ткани печени.
Фтор, вмешиваясь в метаболизм гормонов, может так же воздействовать на щитовидную железу. Из-за постепенного накапливания фтора в организме, возрастает риск заболевания щитовидки.
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.

Сохраните статью в соцсети:

Alex,
28 апреля 2016.

Задайте свой вопрос по статье

Источник

Автор: Олег Мальцев

Краткое содержание статьи:

Качество здоровья человека напрямую зависит от качества употребляемой жидкости. Во многих российских водоёмах отмечается заниженное количество таких составляющих как фториды. В воде, которую мы используем для питься недостаток их приводит к кариесу и костным изменениям.

Фториды в питьевой воде

Что такое фториды?

Сам фтор – это газ. В своём неизменённом состоянии он встречается в природе достаточно редко. При встрече с любыми веществами этот элемент быстро вступает в реакцию.

Соединяясь с другими микроэлементами, он преобразуется во фториды. Например, при взаимодействии с кальцием, натрием, серебром трансформируется в соответствующий фторид (фторид кальция, фторид натрия, фторид серебра). Поэтому такие соединения называют любые химические слияния фтора с другими веществами.

Как природный элемент он так же является одной из составляющих частей земной коры. Соответственно, небольшая доза фтора всегда находится в природных водных источниках.

Фтор в форме кристаллов

Фториды в питьевой воде

Всё чаще можно услышать о таком явлении, как «фторирование». В питьевой воде наших регионов содержание фтора понижено. Это приводит к проблемам с зубной эмалью и костным изменениям. Поэтому учёные специально обогащают воду этим микроэлементом.

Процесс нормированного внедрения фторсодержащих веществ в состав воды и называется «фторирование».

Такой процесс не приводит к изменениям относительно запаха, вкуса и вида. Оптимальный показатель достаточного уровня этого элемента – 1 мг на литр. Более 80% регионов России не дотягивают до этого показателя. Первое место по дефициту занимают Северные районы.

Перечень показателей для проведения фторирования:

Повышенные данные региона по заболеванию кариесом;
Пониженные показатели содержания фтора в воде, применимой для питьевого использования (менее 0,5 мг в литре);
Отсутствие в регионе программ по иным профилактикам дефицита (не проведение мер по фторированию молочной продукции, соли и производству таблеток с содержанием этого элемента).

Проводится этот процесс коммунальными службами, отвечающими за водоснабжение района в соответствии с государственными программами здравоохранения.

Каждый человек может сам понять уровень содержания фтора в поступающей к нему в кран воде, спросив об этом службы водоканала города.

При недостаточности обогащения воды фтором стоит использовать специальные фильтры домашнего применения, установив соответствующие картриджи. Производители этих приборов на каждом номерном ряде картриджей указывают дополнительные свойства и их назначения.

Также сбалансированную по норме на содержание фторидов воду для питья производят фирмы, выпускающие детское питание.

В районах и отдалённых населённых пунктах, где отсутствует водопроводное снабжение, осуществляют местное фторирование. Добавляют раствор элемента непосредственно в ёмкость (баки), из которой поступает вода населению.

Бутыли 19 л с питьевой водой

Где ещё содержаться фториды?

Человеку для полноценного развития необходимо употреблять от 1 до 3 мг фтора. Для беременных норма – около 4 мг. Большую часть этого вещества мы получаем с питьевой водой – это примерно 60 %.

Остальное количество можно получить, добавляя в рацион такие продукты как:

Рыба (морская);
Чай;
Продукты молочного происхождения;
Орехи;
Крупы (гречневая, рисовая, овсяная);
Говяжья печень.

Фториды характеризуются быстрой потерей своих свойств. Поэтому они не могут долго обеспечивать необходимую для здоровья зубов эффективность. Дополнительно компенсировать недостаток их можно путём применения специальных зубных паст, обогащённых этим элементом.

Зубная паста с фтором

Фториды в воде: влияние на организм

Не только недостаток фторидов в воде, которую мы ежедневно употребляем, негативно сказывается на правильном развитии организма. Переизбыток этого вещества так же способен привести к проблемам со здоровьем.

Превышающие пределы норм, фторсодержащие элементы могут спровоцировать серьезные заболевания организма:

Костные изменения (флюороз);
Нарушениям нервных импульсов;
Сбои в работе печени и почек;
Неправильное функционирование сердца и сосудов;
Снижение деятельности иммунной системы;
Нарушения в работе щитовидной железы.

Так как в наших регионах в основном стоит вопрос о дефиците такого природного элемента, то актуальнее озвучить результаты его недостатка для организма. Главная проблема при нехватке фторидов – кариес.

Его осложнения приводят к таким последствиям как:

Воспаление челюстных и лицевых областей;
Поражение органов слуха, горла, носа;
Сердечно-сосудистые заболевания;
Сбои в органах пищеварения.

Попадая вместе с водой в желудочно-кишечный тракт, фториды при помощи крови переносятся ко всем органам. Большая их часть оседает на наших зубах и костях. Соединяясь с кальцием и фосфором, которые содержатся в зубной эмали, они образуют вещества обеспечивающие процессы реминерализации зубов. Тем самым снижается риск поражения от бактерий, разрушающих эмаль.

Бутылочки с жидкостью для питья

Где ещё используются фториды?

Если обратить внимание на текст зубных паст, которые активированы добавками фторидов, можно увидеть примерно такую надпись: «При случайном проглатывании большего объёма пасты, чем необходимо для гигиены полости рта, тут же обратитесь в токсикологические центры вашего города».

Фтор в избыточном количестве – вещество ядовитое, несёт опасность для человека и окружающей природной зоны. Его избыток, поступает в воздух от металлургических, алюминиевых и других производств, где он применяется.

Переизбыток этого вещества загрязняет воздух. Фтор, попадая в почву, негативно сказывается на растениях и животных этой зоны обитания. И как следствие оказывает отравляющее воздействие на здоровье человека.

С другой стороны, из-за характерного свойства фтора при соединении с любым природным элементом быстро трансформироваться в другую форму, ученые нашли ему активное применение. В первую очередь это касается многих отраслей промышленности:

Ракетной – как окислитель для топлива ракет;
Атомной – в качестве изотопного разделителя для урана;
В производстве стекла (оптического);
Металлургической – как основную добавку для составов, которыми покрывают металлы;
Фторид натрия (в составе с другими компонентами) широко применяется в качестве средства для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур и грызунами;
В стоматологии – в числе добавок к зубным пастам, лосьонам, гелям, каплям для лечения и профилактики кариеса.

Влага из стакана

Растворимость фторида кальция в воде

Фторид кальция – практически бесцветные кристаллы. В природе он представлен как флюорит – мягкий и хрупкий минерал. Именно он является основным источником для добычи фтора на Земле.

Характерная особенность фторида кальция в том, что ему не свойственно растворяться в воде. Это делает его практически безвредным. И позволяет активно применять в промышленных отраслях.

Выделяясь отличными техническими, механическими характеристиками и обладая прозрачностью, стал незаменимым в оптическом производстве:

Микроскопическом;
Голографическом;
Астрономическом;
Рентгенологии;
Астрономическом;
Инфракрасном.

Безвредность его позволяет широко применять этот элемент в жизни человека – он используется при производстве линз, окон и иных оптических приборов повседневного применения.

Лидирующее место по пользе и безвредности для человечества занимают химические соединения – кальция фториды. В воде, которую мы употребляем ежедневно, они не представят большой опасности для здоровья, так как она хорошо фильтруется.

Видео: фтор – великий обман населения Земли

В данном ролике доктор наук Алекс Стейнер расскажет, как фтор влияет на нейроны мозга, для чего это вещество добавляют в воду на самом деле:

Источник