Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Современные гигиенические аспекты проблемы централизованного фторирования питьевой воды

МИНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ

УДК 546.16:613.31 На правах рукописи

РАДКЕВИЧ Лариса Михайловна

СОВРЕМЕННЫЕ ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ФТОРИРОВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

14.00.07-Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

МИНСК - 1997

Работа выполнена в Белорусском научно-исследовательском санитарно-гигиеническом институте.

Научный руководитель - доктор медицинских наук Филонов В. Л.

Научный консультант - доктор медицинских наук,

профессор Талапин В.И.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,

профессор Соколов С.М.

кандидат медицинских наук Першин И.Г.

Оппонирующая Гродненский государственный

организация: медицинский институт

Защита состоится ^Л^о 1997 г. в _ часов на

заседании совета по защите диссертаций Д.03.18.06 в Минском ордена Трудового Красного Знамени государственном медицинском институте Министерства здравоохранения Республики Беларусь по адресу: 220798, г.Минск, проспект Дзержинского, 83.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Минского ордена Трудового Красного Знамени государственного медицинского института Министерства здравоохранения Республики Беларусь.

Автореферат разослан" 1997 г.

Ученый секретарь совета по защите диссертаций, кандидат медицинских наук, доцент

Л.М.Бондаренко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Ахтуальяость исследований. Внедрение процесса обогащения питьевой воды фтором в республике осуществлялось на основе общепринятой в 50-7 0-е годы в СССР и других странах концепции антикариесного действия питьевой воды, содержащей оптимальные концентрации фтора. Для условий нашего региона рекомендовались концентрации фтора 1,0-1,2 мг/л. Поскольку содержание фтор-иона в подземных водах республики колеблется на более низких уровнях, для улучшения качества воды по данному показателю и было предложено искусственное восполнение его дефицита. Наиболее последовательно фторирование воды проводилось в городах Могилев и Солигорск.

В прследнее время внимание исследователей все чаще вновь стало обращаться к проблеме искусственного фторирования воды и фтористой интоксикации организма. Фтор является одним из наиболее серьезных загрязнителей природной среды при производстве и деструкции фторорганических соединений, многочисленных полимеров и других веществ, а также при поступлении централизованно фторированной воды хозяйственно-бытового назначения [В.А.Зайцев, А.П.Цыганков, 1981 и др.]. Медико-биологическое значение фтора определяется его участием в биохимических и физиологических процессах в организме человека и выраженной патологией при чрезмерном его поступлении [H.H.Messer, 1984; А.П.Авцын, A.A.Жаворонков, 1985 и др.]. Фтор - высскотоксичное вещество (2-й класс опасности). Из-за отсутствия у фтора физиологически нейтральной фазы действия даже при небольшом превышении безопасных уровней потребления могут наблюдаться побочные неблагоприятные эффекты со стороны здоровья. Большинство работ, посвященных различным аспектам влияния фтора на организм, касается доказательств безвредности малых количеств фтора, либо посвящены исследованиям действия больших доз. Между тем, существует немного работ о пороге токсичности, или о "доклинической" патологии. Такой взгляд на фтористую интоксикацию в настоящее время особенно важен. Внимание специалистов должно обращаться именно к тем системам и органам, функциональное состояние которых нарушается при

малых дозах токсического агента и на ранних стадиях заболевания [Зислин Д.М., 1981]. В ряде отечественных и зарубежных публикаций содержится информация, согласно которой при фторировании воды централизованных водопроводов не всегда выявляется эффект снижения заболеваемости кариесом [Ю.Г.Выхованец, 1993 и др.]. В некоторых сообщениях отмечается, что фториды могут индуцировать и потенцировать мутагенные эффекты у некоторых экспериментальных биологических обьектов [В.Я.Никифорова, 1982 и др.].

Изложенное явилось основанием для оценки эффективности, безопасности метода искусственного фторирования питьевой воды и решения вопроса о целесообразности его прменения в Республике Беларусь.

Связь работы с крупники научными программами, ¡темами. Работа проведена в рамках выполнения социальных заказов Министерства здравоохранения республики: "Разработать гигиенические рекомендации по оздоровлению окружающей среды БССР в целях профилактики инфекционных и неиг<фекционных заболеваний населения", раздел "Гигиеническая оценка эффективности фторирования питьевой воды в Белорусской ССР" (№ гос.регистрации 01.86.0009504, 1991 г.); "Гигиеническая оценка токсичности и опасности фторированной питьевой воды с целью решения вопроса о целесообразности ее дополнительного фторирования в условиях Республики Беларусь" (№ гос.регистрации 19941401, 1994 г.).

Цель исследования - на основе комплексных токсиколого-гигиенических исследований, изучения качественных

характеристик воды, подаваемой коммунальными водопроводами Беларуси, оценить целесообразность фторирования питьевой воды для централизованного водоснабжения населения республики.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих конкретных задач:

1. Изучить фактический материал о содержании фтора в природных водах, почве и продуктах питания, потребляемых население^ республики, проанализировать поступление элемента в организм человека и определить степень его дефицита.

2. Охарактеризовать масштабность внедрения метода централизованного фторирования питьевых вод на территории

республики и его роль в коррекции поступления фтора в организм.

3. Изучить влияние фторирования питьевых вод коммунальных водопроводов на динамику заболеваемости населения республики кариесом зубов.

4 . В условиях эксперимента определить возможность фторированных вод индуцировать токсические и мутагенные эффекты у биологических объектов.

5. Дать гигиеническую оценку практике массовой кариеспрофилактики в республике методом искусственного обогащения фтором питьевой воды централизованных систем водоснабжения.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые:

- на основе фактического материала обобщена информация о состоянии обеспечения населения Республики Беларусь фтором, изучена гигиеническая эффективность метода фторирования питьевой воды на некоторых централизованных водозаборах и дана комплексная токсиколого-тигиеническая оценка его использования;

- в экспериментальных условиях установлено, что фториды, применяемые в качестве реагентов на водозаборах, и их водные растворы даже в низких концентрациях обладают токсическими и мутагенными свойствами по отношению к простейшим и бактериальным клеткам;

- не установлено статистически значимого влияния искусственно обогащенных фтором питьевых вод на динамику заболеваемости населения республики кариесом. Показано, что поступление элемента в организм с пищевыми рационами находится в пределах рекомендуемых гигиенических значений;

- выявленная практическая неэффективность централизованного фторирования воды в условиях Беларуси позволяет считать нецелесообразным его широкое использование в нашем регионе и выдвинуть на уровень приоритетных индивидуально-групповые методы кариеспрофилактики.

Практическая значимость работа. Результаты комплексных гигиенических исследований позволили научно обосновать отсутствие целесообразности проектирования, строительства и

эксплуатации фтораторных установок на головных водопроводных сооружениях Беларуси. Материалы исследований и вытекающие из них выводы направлены на предупреждение негативных последствий со стороны здоровья населения, связанных с потреблением искусственно фторированных питьевых вод централизованных водопроводных систем.

Прикладная значимость определяется также переориентацией массовой профилактики кариеса с широкомасштабного метода фторирования питьевой воды на индивидуально-групповой, учитывающий местные условия и индивидуальные особенности организма (реальное содержание фтора в питьевой воде, характер питания, возраст, состояние здоровья,

производственная деятельность и др.).

С целью практического использования результатов работы подготовлено и утверждено Министерством здравоохранения Республики Беларусь Информационное письмо "Гигиеническая оценка эффективности и целесообразности фторирования питьевых вод Республики Беларусь" (Утв. 16.01.97 г. Начальником ГУГЭП МЗ РБ) . Материалы исследований используются в учебных процессах Минского и Гродненского медицинских институтов.

Экономическая значимость результатов заключается в получении экономического эффекта, связанного с прекращением проектирования, строительства и эксплуатации фтораторных установок.

Основные положения, выносимые на защиту:

- технологический процесс искусственного фторирования питьевой воды коммунальных водопроводов Республики Беларусь не обеспечивает стабильности поступления рекомендованных концентраций фтора населению;

- применяемые на водозаборах фторреагенты и искусственно фторированная питьевая вода вызывают неблагоприятные биологические эффекты в клетках простейших и бактерий, что может представлять потенциальную опасность для организма человека;

- отсутствие выраженного позитивного влияния централизованного фторирования питьевых вод на динамику кариесной патологии в условиях Беларуси;

- потенциальная опасность фторирования воды определяет гигиеническую нецелесообразность применения данного способа предупреждения кариеса и обосновывает необходимость переориентации подходов к решению проблемы данной патологии на индивидуально-групповые методы.

Личный вклад соискателя. Автором обоснованы выбор конкретных пунктов отбора проб воды в различных регионах республики, отобраны пробы в городах Могилеве и Солигорске; осуществлены сбор и систематизация информационного материала по содержанию фтора в питьевой воде и пищевых рационах республики; при непосредственном участии выполнен экспериментальный раздел работы (исследования с использованием биологических тест-систем проведены при содействии канд.биол.наук А.С.Богдан и ст. научн. сотр. Н.А.Лукашевич); проанализированы и интерпретированы

результаты исследований; дана комплексная оценка целесообразности искусственного фторирования питьевой воды в республике.

Результаты исследований доложены я обсуждена на:

заседаниях Ученого Совета Белорусского научно-исследовательского санитарно-гигиенического института

(25.02.1997 г.) и кафедр гигиены труда с курсом коммунальной гигиены и общей гигиены с курсом гигиены питания Минского государственного медицинского института (03.04.1997 г.);

- VIII съезде гигиенистов и эпидемиологов БССР ( Пинск, 1991);

- научной конференции БелНИСГИ (Минск, 1991);

- международном научно-практическом семинаре "Проблемы экологии промышленных регионов на современном этапе" (Солигорск, 1994);

международном Симпозиуме "Occupational Health and Safety in Progress" (Финляндия, 1996);

IX съезде работников профилактической медицины Республики Беларусь (Минск, 1996).

Опубликованность результатов. Основные положения диссертации изложены в 8 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 162 страницах, иллюстрирована 52 таблицами и 12 рисунками,

состоит из введения, общей характеристики, 6 глав и выводов, списка использованных источников и приложения. Список литературы включает 116 отечественных и 81 иностранных источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Материала и методы исследования. В работе проанализированы результаты изучения содержания фтора и других химических компонентов ,в питьевой воде централизованных коммунальных водопроводов городов Могилев и Солигорск. Исследовалась вода, подаваемая в городские распределительные сети, водозаборами Зимницкий, Карабановский, Добросневичи, Днепровский (г.Могилев) и Белевичи (г.Солигорск). Химический анализ воды проводили объемным, фотоколориметрическим, весовым, комплексонометрическим, электрометрическим методами.

Определение фтора основывалось на потенциометрическом измерении концентрации его в водном растворе с помощью ион-селективного F" электрода, согласно ГОСТ 4386-89 "Вода питьевая. Методы определения массовой концентрации фторидов в воде". Анализу подвергнуты 1500 проб воды и 157 рационов питания. •

Токсикологические исследования выполнены в соответствии с разработанными кандидатом биологических наук А.С.Богдан "Методическими рекомендациями по ускоренному способу определения токсичности химических веществ и вытяжек из полимерных материалов" (Минск, 1982). В токсикологической части использованы методы комплексной биологической оценки натриевой со ли фтористоводородной кислоты (NaF) и натриевой соли кремнефтористой кислоты (NazSiFg) на популяции одноклеточных организмов - инфузориях Tetrahymena pyriformis. Дозовая шкала водных растворов препаратов составлялась с учетом ' содержания фтора в природных и искусственно фторированных водах: 0,1 мг/л; 0,5 мг/л; 1,0 мг/л; 2,0 мг/л; 5,0 мг/л; 10,0 мг/л в перерасчете на фтор-ион. В качестве контроля и растворителя использовалась дистиллированная вода, а также водопроводная вода для адаптирования к реальным условиям- потребления. В экспериментах на Tetrahymena

pyriformis определялись основные параметры токсичности и кумулятивные свойства фтора. Токсикометрия осуществлялась на популяции, выращенной на стандартной питательной среде (2% пептона, 0,5% глюкозы: 0,2% натрия хлористого, 0,1% дрожжевого экстракта), и вступившей в стационарную фазу роста. Оценивался эффект реакции "жизнь-смерть".

Рассчитывались ЛД 16, ЛД 50, ЛД 84, Ккум. Дальнейшее изучение растворов препаратов фтора в указанных концентрациях осуществлялось на развивающейся (логарифмическая фаза, замедленный рост, стационарное состояние) популяции в 96- и 386-часовом экспериментах. В растворы препаратов фтора и растворители, служащие контролем, вносили 2% пептона, 0,5% глюкозы, 0,1% натрия хлористого и 0,1% дрожжевого экстракта. Подсчет организмов проводился через 24, 48, 12, 96 (1-й засев), 96 (2-ой засев), 144, 192, 240, 288, 312, 336, 360, 384 часа.

Для количественной оценки биологического действия соединений фтора на организм и популяцию расчитывались интегральные и специфические показатели, характеризующие: 1. закономерности роста популяций (число организмов, число поколений, время генерации, скорость роста); 2. адаптационные свойства популяции (коэффициент адаптогенности, резерв адаптации); 3. кислотную резистентность инфузорий; 4. аллергенную активность препаратов фтора; 5. мутагенную активность препаратов фтора.

Подсчет и статистическая обработка результатов осуществлялась по специально разработанной программе для персонального компьютера.

Изучение генетической активности фторидов in vitro проводилось с помощью бактериальной тест-системы - теста Эймса в соответствии с МУ "Тест-система оценки мутагенной активности загрязнителей среды на Salmonella" (М. , 1977), МУ "Методы первичного выявления генетической активности загрязнителей среды с помощью бактериальных тест-систем" (М., 1985) и "Руководство по краткосрочным тестам для выявления мутагенных и канцерогенных химических веществ" (ВОЗ, Женева, 1989). В качестве биотестеров использовались стандартные плазмидные штаммы Salmonella typhimurium ТА-98 и ТА-100,

дающие мутации типа сдвига рамки считывания и с заменой пар оснований соответственно без системы метаболической активации in vitro, несущие мутации ауксотрофности по гистидину (his" } и позволяющие выявлять разные типы повреждений ДНК. Данные штаммы в качестве тест-объектов для первичной оценки мутагенности входят в состав всех международных официально принятых комплексных систем методов изучения мутагенов окружающей среды.

Для учета прямых мутаций использованы следующие среды:

1. "нижний агар", состоящий из 4 частей - а) водный агар 2% ( 20 г порошка агара вносили в 1000 мл дистиллированной воды, кипятили, фильтровали, устанавливали рН 7,2, разливали во флаконы по 300 мл, стерилизовали при 121°С 30 мин.); б) солевой концентрат - 40 г Ш4С1, 8 г NH4NO3 , 16 г Na2S04 , 24 г К2НР04 , 8 г КН2Р04 (ингредиенты растворяли в 2 л дистиллированной воды, затем разводили в 4 раза и стерилизовали при 121° С 30 мин.); в) 40% раствор глюкозы (стерилизовали кипячением на водяной бане 30 мин.); г) 1% раствор MgS04 (стерилизовали при 121°С 30 мин.);

2. "верхний агар" (6 г порошка агара суспензировали в 1000 мл бульона Хоттингера и кипятили до полного растворения. Фильтровали через ватно-марлевый фильтр, разливали в пробирки по 4 мл, стерилизовали при 121° С 30 мин.) .

Тестирование мутаций сводилось к следующему. В пробирки с 4 мл расплавленного и остуженного до 45°С селективного полуобогащенного агара (0.6% "верхний агар") вносили по 0,1 мл раствора тестируемого фторида в заданных концентрациях, добавляли по 0,1 мл бульонной "ночной" культуры индикаторного штамма (10s м.т./мл в каждой пробирке), содержимое выливали на слой (30 мл) застывшего в чашках Петри минимального агара ("нижний" агар). Чашки оставляли при комнатной температуре на 30 мин. и после полного застывания "верхнего агара" переносили в термостат на 37°С . Учет результатов осуществлялся через 48 часов инкубации. Эксперимент сопровождали позитивным и чистым контролями. В качестве позитивного контроля использовали бензпирен (10 мкг/чашку) , чистого контроля - стерильную дистиллированную воду (позволяет установить фоновый уровень мутирования).

В течение первых нескольких часов инкубации все индикаторные his" бактерии интенсивно размножались за счет следовых количеств гистидина в среде. После исчерпания его запасов основная часть бактерий прекращала деление и в "верхнем агаре" образовывался тонкий сплошной газон бактерий. Однако, те бактерии, у которых возникли нарушения ДНК, приводящие к образованию мутаций, вследствие чего происходит обратный переход his" в his+, продолжали делиться (они приобрели способность синтезировать собственный гистидин из солей аммония, содержащихся в "нижнем агаре"). Количество колоний в чашке точно отражает количество ревертантов his+, возникших спонтанно (чистый контроль) и в результате воздействия тестируемого вещества (опыт). Степень мутагенного эффекта определяли как кратность превышения числа ревертантов (среднее по 3 чашкам) и в данном опытном варианте над чистым контролем (среднее по 4 чашкам) - таблица 1.

Таблица 1

Кратность превышения числа ко -лоний на опытных чашках над контролем Степень мутагенности в баллах

отсутствует до 10 раз более 10 раз до 100 раз более, чем в 100 раз 0 1 (слабая) 2 (средняя) 3 (сильная)

При статистической обработке результатов использовали дисперсионный анализ с помощью метода множественных сравнений Даннета.

Изучение влияния фторирования питьевых вод коммунальных водопроводов Беларуси на динамику заболеваемости населения кариесом проведено на основе анализа данных кафедры детской стоматологии Минского государственного медицинского института. Статистическая обработка данных осуществлялась методом корреляционного анализа.

Результаты собственных исследований.

Регион, к которому относится Республика Беларусь, имеет подземные и поверхностные воды, эксплуатируемые в хозяйственно-питьевых целях, с концентрациями фтора в пределах 0,1-0,4 мг/л. В соответствии с концепцией о

взаимосвязи низких концентраций фтора в питьевой воде и высокой заболеваемости населения зубным кариесом, на основании Постановления Совета Министров БССР от 19 сентября 1964 года В 424 "Офторировании питьевой воды в городах республики" было принято решение об искусственном фторировании воды в 10 городах - Минске, Пинске, Бресте, Барановичи, Витебске, Полоцке, Орше, Могилеве, Бобруйске и Молодечно. Монтаж соответствующего оборудования

предусматривался практически на всех централизованных водозаборах республики и к 1987 г. на балансе жилищно-коммунальных органов находилось 22 фтораторные установки. По ряду причин искусственное фторирование питьевой воды в городах осуществлялось нерегулярно и в основном было прекращено. В целом с 1985 по 1990 гг. искусственно фторированную воду из централизованных водопроводов получало 10% городского населения и совсем не получали жители сельской местности. Наиболее последовательно работа по обогащению питьевой воды фтором проводилась лишь в гг. Могилеве и Солигорске.

Считалось, что для достижения кариесстатического эффекта при фторировании необходимо достичь в воде, поступающей потребителю, концентраций 1,0-1,2 мг/л фтор-иона. Изучение состояния вопроса в гг. Могилеве и Солигорске выявило неэффективность метода в отношении обеспечения стабильности рекомендованных концентраций фтора в воде. В течение разных лет, сезонов и месяцев уровень внесенного в питьевую воду фтора варьировал от 0,3 мг/л до 1,6 мг/л. По мере продвижения воды по распределительной сети в некоторых точках регистрировалось резкое увеличение концентрации фтора, по сравнению с исходной (например, от 0,7 мг/л до 1,4 мг/л) . Основные причины такого количественного непостоянства фтор-иона в воде связаны с невозможностью соблюдения технологического обеспечения процесса, нерегулярностью фторирования ввиду перебоев в поступлении реагентов на водозаборы и миграцией иона из депонированного состояния в водопроводной сети. Зафиксированные при наблюдении высокие концентрации фтора в воде - 1,4-1,6 мг/л, на протяжении от водозабора до крана потребителя свидетельствуют о случаях

гиперфторирования. Таким образом, в отдельные периоды население подвергалось риску избыточного воздействия фтора на организм, в то время как все возрастающая биотическая доза по результатам многочисленных исследований (G.E. Smith, 1985) обладает прогрессирующей потенциальной опасностью для здоровья человека.

Небезразличность для организма не только высоких, но и более низких концентраций фтора в водных растворах (от 0,1 до 10,0 мг/л) доказана экспериментально на простейших и бактериальных клетках. При изучении токсических свойств NaF и NaaSiFg в остром эксперименте на Tetrahymena pyriformis установлено, что они являются высокотоксичными соединениями, относящимися к II классу токсичности со слабо выраженными кумулятивными свойствами. Средняя смертельная доза натрия фтористого (по фтору) - 1840-35 мг/л, порог токсического действия - 1000 мг/л, Ккум - 6,14. Средняя смертельная доза натрия кремнефтористого (по фтору) 220-+-7,5 мг/л, порог токсического действия - 100 ыг/л, Ккум - 5,82 (табл. 2).

Таблица 2

Токсичность фтора в различных препаративных формах в 30-минутном эксперименте на Те^аЬутепа ругИГотиэ

Параметр токсичности Препарат фтора

NaF Na2SiF6

ЛД 16, мг/л 1340 150

ЛД 50, мг/л 1840+35 220+7,5

ЛД 84, мг/л 2340 300

Функция угла наклона прямой летальности,Б 1,56 1,73

Коэффициент кумуляции, К кум 6, 14 5, 82

ПТД, мг/л 1000 100

Недействующая, мг/л 800 -

Комплексная биологическая оценка водных растворов натриевой соли фтористоводородной кислоты и натриевой соли кремнефтористой кислоты на популяции одноклеточных

организмов инфузорий Tetrahymena pyriformis выявила токсичность и генетическую активность соединений при длительном воздействии на организм и популяцию в концентрациях фтор-иона от 0,1 до 10,0 мг/л.

При кратковременном воздействии (96 часов) концентрации Na2SiF6 в питьевой воде 0,1 мг/л, 0,5 мг/л, 1,0 мг/л, 2,0 мг/л, 5,0 мг/л, 10,0 мг/л (по фтору) проявляли биологическую активность, выражающуюся в скорости роста популяции, адаптационного потенциала и увеличении ее численности. При повторных пересевах популяции на фторированную воду в исследуемых концентрациях адаптационные механизмы истощались и наблюдалась 10 0% гибель популяции в среде, содержащей фтор в концентрациях 0,1, 0,5, 1,0, 2,0 мг/л. В среде, содержащей фтор в концентрациях 5,0 мг/л и 10,0 мг/л наряду с погибшими (до 45%) организмами появлялись особи, устойчивые к токсическому действию фтора. При перенесении этих особей на более низкие концентрации через 240 часов инкубации они погибали через 48 часов. При повторном пересеве икфузорий, инкубировавшихся 312 часов в среде с концентрацией фтора 10,О мг/л, на среды с более низкими концентрациями фтора, они сохраняли жизнедеятельность и популяция достигала стационарного состояния. По сравнению с контролем скорость роста и адаптационные возможности популяции снижались после длительного воздействия фтора.

Безусловно, прямая экстраполяция экспериментальных данных с Tetrahymena pyriformis на организм человека представляется неприемлемой. Однако при сравнительном изучении токсичности ряда веществ на Tetrahymena pyriformis и белых крысах, убедительно доказано наличие тесной коррелятивной связи между дозо-эффект реакциями инфузорий и лабораторных теплокровных животных (А.С.Богдан, 1982), что свидетельствует о возможности неблагоприятного влияния испытанных концентраций фтора, в первую очередь, на ослабленных лиц.

Изучение генотоксичности водных растворов соединений фтора - NaF и Na2SiFe / проведенное в экспериментах на индукцию мутаций у бактерий (тест Эймса) с использованием нескольких his" штаммов Salmonella typhimurium, позволило

выявить различные типы повреждений ДНК. Тестирование на мутагенность представляет собой часть испытаний на токсичность. В тесте Эймса водные растворы NaF и Na2SiF6 во всех исследованных концентрациях, от 0,1 до 10,0 мг/л, индуцировали мутации в бактериальных клетках как со сдвигом рамки считывания, так и с заменой пар оснований.

Установлено влияние рН раствора препарата на количество ревертантных клеток, что доказано статистически. Для развития сальмонелл оптимальной является рН среды 7,4-7,6. Кислая среда вызывает гибель части бактериальных клеток, что приводит к нивелированию разницы между числом ревертантов в опыте и контроле. При корректировке рН до 7,0 растворы испытуемых соединений фтора вызывали мутации: NaF в концентрациях 0,1 и 0,5 мг/л проявлял меньшую мутагенную активность на обоих штаммах по сравнению с Na2SiF6 в этих же концентрациях - 2 балла (средняя степень). Но, начиная с дозы 1,0 мг/л и выше, мутагенные эффекты фторидов оказались равными по степени - 3 балла (сильная степень). Результаты тестирования приведены в таблице 3.

Поскольку тесты на мутагенность с использованием бактерий помогают определить способность исследуемого вещества вызывать мутации у бактерий, для получения более объективной информации необходимо дополнительное

тестирование, в том числе с наблюдениями in vivo. Однако обнаружение мутагенности вещества для бактерий может явиться единственным доказательством его генотоксичности.

Таким образом, фторсодержащие соединения NaF и Na2SiF6 , применяемые в практике водоподготовки для обогащения питьевой воды фтором, обладают способностью взаимодействовать с ДНК и вызывать генетические нарушения в бактериальных клетках. Указанные вещества можно классифицировать как генотоксичные и целесообразно рассматривать как потенциально опасные для здоровья человека.

При оценке влияния фторирования питьевых вод коммунальных водопроводов на динамику заболеваемости населения республики кариесом проанализированы данные изучения распространенности и интенсивности процесса среди

Таблица 3

Результаты изучения мутагенной активности фторидов в тесте Эймса на индикаторных штаммах

Salmonella typhimuriura

Препарат, мг / л ТА-98 ТА-10 0

Среднее кол-во ревертантов на чашке Значения доверительного интервала для разностей средних значений при 0.05 Степень мутагенности в баллах Среднее кол-во ревертантов на чашке Значения доверительного интервала для разностей средних значений при К,V 0.05 Степень мутагенности Б баллах

абс. lg абс. ig

Контроль

0.0 18 1.2553 0 22 1.3424 0

NaF*

0.1 1100 3.0414 1.55:-0 2 1200 3.0792 0.92 >0 п

0.5 1500 3.1761 1.58>0 •*> 1960 3.2788 1.11>0 2

1.0 2120 3.3263 1.8 3 > 0 3 2230 3.3483 1.18 >0 3

2.0 2210 3.3636 1.8 7 > 0 3 2280 3.3579 1.19>0 3

5.0 2340 3.3692 1.88>0 3 2400 3.3802 1.22 > 0 3

10.0 2600 3.4150 1.91>0 3 2750 3.4393 1.27>0 3

Na0SiF,- *

0.1 ь 3300 3.5185 2 . 0 3 > 0 з 3200 3.5051 1.81>0 3

0.5 3390 3.5302 2 . 0 4 > 0 3 3330 3.5185 1.82 > 0 3

1.0 3400 3.5315 2.05>0 3 3430 3.5346 1.84>0 3

2.0 3680 3.5658 2.07 >0 3 3780 3.5775 1.88 >0 3

5.0 3800 3.5798 2.09>0 3 3840 3.5043 1.89>0 3

10.0 3870 3.5877 2 .10 > 0 3 3900 3.5911 1.90>0 3

Примечание. * pH всех испытуемых концентраций - 7.0

12-летних детей в 22 наиболее крупных городах Беларуси за период 1986-1990гг.

Заболеваемость кариесом детей данной возрастной группы Полоцка, где в течение некоторого времени осуществлялось фторирование воды, за указанный период практически не изменилась, хотя значения показателей находились на более низких цифрах, чем в других городах. В Витебске снижение кариозной патологии (показатель распространенности изменился с 95% до 85%, а интенсивности с 3,35 до 2,65) можно было бы отнести за счет профилактики, проводившимся в свое время фторированием воды. Однако в Барановичах, где концентрация фтора в подземных питьевых водах всего 0,1 мг/л и она никогда не фторировалась, интенсивность кариеса в рассматриваемой группе детей за период 1986-1990 гг. снизилась в 1,6 раза. В Орше как и в Барановичах искусственное фторирование воды не проводилось, а распространенность заболевания упала с 97% до 85%, показатель интенсивности - с 5 до 2,8. Схожая ситуация прослежена по Мозырю: уровень распространенности понизился с 90% до 80%, а интенсивности - с 4 до 2,2.

Исследования не выявили сщественной взаимосвязи между концентрацией фтора в питьевых водах и заболеваемостью населения кариесом в условиях Беларуси. Наметившаяся за указанный период тенденция к спаду показателя интенсивности кариеса в республиканских городах, независимо от того, осуществлялось или нет там централизованное фторирование питьевой воды, обусловлена, очевидно, главным образом стоматологическими мероприятиями. Возможно, определенную профилактическую роль сыграло и использование населением широко поступивших к тому времени в продажу зубных паст, содержащих фтор. Не исключено и влияние присутствующих в питьевой воде и пищевых продуктах других химических веществ, способных усиливать эффект действия фтора (или снижать, способствовать возникновению кариозного процесса).

При средней суточной потребности взрослого человека во фторидах, равной 0,5-1,0 мг, расчетным путем установлено, что с основными продуктами питания и водой население республики получает от 1,2 до 1,9 мг фтора в сутки. Наименьшее количество фтора в пищевом рационе населения городов

Солигорска, Борисова, Быхова, Барановичи, Молодечно, Пинска (1,2-1,4 мг/сутки), а наибольшее - в рационе жителей Витебска, Новополоцка, Слуцка (1, 9 мг/сутки) . Приведенные данные не учитывают наличие других источников и путей поступления фторидов в организм - с воздухом, при использовании средств гигиены полости рта, лечебными препаратами и т.д. Таким образом, утверждение о повсеместном выраженном дефиците поступления фтора в организм на основной части территории республики не соответствует

действительности.

Рассматривая различные аспекты централизованного фторирования питьевых вод в условиях Беларуси, следует принять во внимание экологическую нецелесообразность метода. Проведение массового фторирования питьевых вод приводит не только к напрасному расходу дефицитных и дорогостоящих реагентов, но и к загрязнению фтором и его соединениями водных бассейнов наряду с промышленными предприятиями и предприятиями агропрома. В то же время на удовлетворение физиологических потребностей человеком используется менее 1% искусственно фторированной воды.

Таким образом, анализ состояния централизованного фторирования питьевых вод в условиях Республики Беларусь не позволяет дать положительную оценку гигиенической эффективности метода, а следовательно целесообразности его использования в регионе. Изложенное является основанием для выдвижения на уровень приоритетных индивидуально-групповых методов, профилактики кариеса с использованием наряду с медикаментозными средствами фторированных питьевых вод (бутилированная и фторированная с помощью бытовых фтораторных установок вода), фторированных пищевых продуктов - соль, морепродукты и др.).

вывода

1. Искусственное обогащение питьевых вод фтором на коммунальных водозаборах республики в условиях реальной эксплуатации не обеспечило стабильности рекомендованных концентраций фтор-иона в воде, поступающей потребителю.

2. В период с 1985 по 1990 гг. искусственно фторированную воду из централизованных водопроводов потребляло 10% городского населения республики и совсем не получали жители сельской местности.

3. В условиях Беларуси не установлена зависимость заболеваемости населения кариесом зубов от количества фтора в питьевых водах и не достигнуто снижения уровня этой патологии в результате их централизованного фторирования.

4. Фториды, применяемые в качестве реагентов на водозаборах Беларуси, и их водные растворы в концентрациях от 0,1 до 10,0 мг/л обладают токсическими и мутагенными свойствами по отношению к одноклеточным организмам и бактериальным клеткам и могут представлять потенциальную опасность для человека.

5. С основными продуктами питания и питьевой водой население Республики Беларусь получает от 1,2 до 1,9 мг фтора в сутки, что с учетом других путей и источников поступления фторидов в организм соответствует принятым физиологическим нормам.

6. При решении проблемы кариеспрофилактики наряду с изучением содержания фтора в питьевой воде необходимо учитывать возможность неблагоприятного воздействия на организм искусственно фторированной воды при длительном ее употреблении, что ставит под сомнение целесообразность использования данного метода и выдвигает на уровень приоритетных индивидуально-групповые методы предупреждения кариеса.

7. Для коррекции поступления фтора в организм следует рекомендовать употребление населением обогащенных фтором продуктов питания (морепродукты, бутилированная питьевая вода, соль и др. ) и применение фторсодержащих средств гигиены полости рта.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Смирнов М.И., Радкевич Л.М., Фридман М.Р. Гигиеническая оценка эффективности фторирования питьевой воды в Белорусской ССР// Актуальные вопросы гигиены и

эпидемиологии в Белоруссии. Материалы VIII съезда гигиенистов и эпидемиологов. - Минск, 1991.-Том I. - С. 35-37.

2. Радкевич Л.М., Фридман М.Р. Предварительная оценка биологической активности природных вод методом биотестирования// Современные технологии и здоровье человека. Сборник научных работ. - Минск. - 1991.- С.33-34.

3. Смирнов М.И., Рудик В. А., Радкевич JI.M. и др. Фторирование питьевой воды как фактор химического мутагенеза//Материалы международного научно-практического семинара "Проблемы экологии промышленных регионов на современном этапе". - Солкгорск, 1994.

4. Радкевич Л.М., Богдан A.C., Лукашевич H.A., Амвросьев П.А. Изучение токсиколого-гигиенической активности искусственно фторированных вод в экспериментах на Tetrahymena pyriformis и Salmonella typhimurium (тест Зймса)//Материалы IX съезда работников профилактической медицины Республики Беларусь. Том II (Часть I). 1996 - С. 64-66.

5. 'Радкевич Л.М. Гигиеническая оценка опыта фторирования питьевых вод в Ре спублике Беларусь. )//Материалы IX съезда работников профилактической медицины Республики Беларусь. Том II (Часть I). 1996 - С. 66-67.

6. Радкевич U.M., Дубровский А.Л., Амвросьев П.А., Лукашевич H.A. О перспективах применения методов биотестирования для контроля качества воды в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения в Республике Беларусь //Материалы IX съезда работников профилактической медицины Республики Беларусь. Том II (Часть I). 1996 - С. 68-69.

7. _.Radkevich L. Toxical effects of NaF and Na2SiF6 on Tetrahymena pyriformis and Salmonella typhimurium// Occupational Health and Safety in Progress. - Helsinki -1996. P. 124-125.

8.Радкевич Л.М.,Филонов В.П.,Амвросьев П.А.,Талапин В.И. К проблеме фторирования питьевой воды в условиях Республики Беларусь//Медицинские новости. - 1997 . № 3. С. 61-63.

РЭЗШЕ

Радкев^ч Лариса Мххайлаума СУЧАСПЫЯ Г1Г1ЕН1ЧШШ АСПЕКТЫ ПРАВЛЕМЫ ЦЭИТРАЛ13АВАНАГЛ ФТАРЫРАВАННЯ П1ТНОЙ ВАД11

Ключавия слови: фтор, пхтная вала, водазабеспячэнне, таксл.калог1я фтора, аптыш_зацыя паступлення у арган1зм.

Аб'ект да следвання: фторрэагенты - NaF и Na2SiF6, фтарыраваная п!тная вада, тэст-аб'екты Tetrahymena pyriforniis и Salmonella typhimurium.

Мэта працы: на аснове комплексных такс1колага-ririeHi4Hbix даследванняу, вывучэння якасных характарыстык валы, падаваемай камунальныма водаправодам1 Беларуси, ацан1дь мэтазгоднасць фтарыравання п!тной вады для цэнтрал±заванага водазабеспячэння насельнд.цтва рэспубл1к1.

Квтады даследвання: х1м1чныя, такс1колага-г1г1ен1чныя з выкарыстаннем тэст-с1стэм, г1г1еначныя i статыстычныя.

Апаратура: 1ён-селектыуны фтор-электрод, фотакаларыметр, аптычны м1краскоп, персанальны камп'ютар.

Агрыманыя вът±к±: вывучаны стан пытання штучнага фтарыравання пл.тных вод на камунальных водазаборах Рэспубл1к1 Беларусь; пры эксперыментальных даследваннях на прасцейшых i бактэрыяльных клетках атрыманы вын!к1, як!я сведчаць аб патэнцыяльнай магчымасц1 неслрыяльнага уздзеяння штучна фтарыраваных вод на арганазм; зроблена заключэнне аб немэтазгоднасц1 выкарыстання метада штучнага фтарыравання п!тных вод пры цэнтрал1заваным водазабеспячэнн1 у сучасных умовах Беларуси..

Навуковая нап±зна: у эксперыментальных умовах установлена, што фтарыды, як1я выкарыстоуваюцца у якасц1 рэагентау на водазаборах, i ix водныя растворы нават у Hi3Kix канцэнтрацыях валодаюць такс1чным1 i мутагенным! уласц1васцям1 у дачыненн! да прасцейшых i бактэрыяльных клетак; выяулена практычная неэфектыунасць цэнтрал1заванага фтарыравання вады у сучасных умовах Беларуса., што дазваляе л1чыць немэтазгодным яго шырокае выкарыстанне у дадзеным рэг1ёне.

Рэкамендацыл па выкаратганню: пераарыентацыя масавай праф1лактык1 карыеса з шырокамаштабнага фтарыравання патной вады на андывадуальна-групавы, як1 ул1чвае мясцовыя умовы 1 :1ндывз-дуальныя асабл1васц1 арган1зма. Для карэкцы1 паступлення фтора у арган1зм - ужыванне насельн1дтвам абагачаных фторам прадуктау харчавання (морапрадукты, буцд.л1раваная п1тная вада, соль 1 л.нш. ) 1 выкарыстанне фтораутрымальных сродкау г1г!ены поласц! рота.

Вобласць выкарыстання: М1настэрства аховы здароуя, Цэнтры г1г1ены 1 эп1дэм1ялогИ, М1нл.стэрства камунальнай гаспадарк:., ВА "Вадаканал", медыцынск1я а.нстытуты (ВНУ).

РЕЗЮМЕ РАДКЕВИЧ ЛАРИСА МИХАЙЛОВНА

СОВРЕМЕННЫЕ ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ФТОРИРОВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Ключевые слова: фтор, питьевые воды, водоснабжение, токсикология фтора, оптимизация поступления в организм.

Объект исследования: фторреагенты - ЫаЕ и Ыа231Г6, фторированная питьевая вода, тест-объекты Те-ЬгаЬутепа руг1:Еогт1з и ЗаДлпопеНа 1урЬ:шигл.ит.

Цель работы: на основе комплексных токсиколого-гигиенических исследований, изучения качественных

характеристик воды, подаваемой коммунальными водопроводами Беларуси, оценить целесообразность фторирования питьевой воды для централизованного водоснабжения населения республики.

Методы исследования: химические; токсиколого-гигиеничес-кие с использованием тест-систем, гигиенические и статистические .

Аппаратура: ион-селективный фтор-электрод, фотоколориметр, оптический микроскоп, персональный компьютер.

Полученные результаты: изучено состояние вопроса искусственного фторирования питьевых вод на коммунальных водозаборах Республики Беларусь; при экспериментальных исследованиях на простейших и бактериальных клетках получены результаты, свидетельствующие о потенциальной возможности

неблагоприятного влияния искусственно фторированных вод на организм; сделано заключение о нецелесообразности использования метода искусственного фторирования питьевых вод при централизованном водоснабжении в современных условиях Беларуси.

Научная новизна:в экспериментальных условиях установлено, что фториды, применяемые в качестве реагентов на водозаборах, и их водные растворы даже в низких концентрациях обладают токсическими и мутагенными свойствами по отношению к простейшим и бактериальным клеткам; выявлена практическая неэффективность централизованного фторирования воды в современных условиях Беларуси, что позволяет считать нецелесообразным его широкое использование в данном регионе.

Рекомендации по использованию-. переориентация массовой профилактики кариеса с широкомасштабного метода фторирования питьевой- воды на индивидуально-групповой, учитывающий местные условия и индивидуальные особенности организма. Для коррекции поступления фтора в организм - употребление населением обогащенных фтором продуктов питания (морепродукты, бутилированная питьевая вода, соль и др.) и применение фторсодержащих средств гигиены полости рта.

Область применения: Министерство здравоохранения, Центры гигиены и эпидемиологии. Министерство коммунального хозяйства, ПО "Водоканал", медицинские институты (ВУЗы).

SUMMARY

LARISSA М. RADKEVIТСН

MODERN HYGENIC ASPECTS BELATED ТО THE PROBLEM OF CENTRALISED FLUORIDING OF DRINKING WATER

Key words: fluoride, drinking water, water supply, fluoride toxicology, optimising of the access of the toxic elements into the human body.

Subject of investigation: fluoride agents - NaF and Na2SiF6, , fluoride drinking water, tested objects Tetrahymena pyriformis and Salmonella typhimurium.

Objectives: to evaluate the necessity of fluoriding drinking water supplied in the central running water systems in the Republic of Belarus on the basis of carrying out complex toxicological and hygenic tests and also on the basis of the water quality tests.

Methods: chemical, toxicological and hygenic tests including the use of the testing systems, hygenic and statistic methods.

Equipment: selective-ion fluoride-electrode, optic microscope, photocolourmeter, PC.

Results: The issue on artificial fluoriding of the drinking water in the communal water reservoirs in the Republic of Belarus has been investigated. The results obtained during the experimental tests on protosoa and bacterial cells have proved a potential possibility of unfavourable influence of artificial fluoriding of the drinking water on the human organism. We have made a conclusion that the artificial method of fluoriding the drinking water in the circumstances of Belarus cannot be approved of.

Novelties obtained in the research: It was discovered that in the experimental circumstances the fluorides used as reagents in water reservoirs and their water solutions even of low concentration possess toxic and mutagenic activity to protosoa and bacterial cells. The inefficiency of the centralised fluoriding of the water in the circumstances of Belarus has been detected as well. This made it possible to make the conclusion that the usage of fluoriding the drinking water cannot be considered efficient in this region.

Recommendstions: The wide-scale method of fluoriding the drinking water as a massive profilactic method for caries should be replaced by the individual/group orriented method of profilactics which takes into account local conditions as well as personal qualities of the human organism consumption of fluoride rich products (seafood, bottled drinking water, salt, etc.) is the major condition for the flow of fluoride

into the body a part of the usage of hygenic articles for the mouth care which are rich in fluoride.

Usage: Ministry of Public Health Care, Centres of Hygene and Epidemiology, Municipalities, Venture "Vodokanal", Medical Institutes (other Institutes of High Education).