CC BY
14
вида, наиболее чувствительного к шестивалентному хрому, таким видом оказалась дафния. Учитывая большую роль простейших в самоочищении водоемов, мы считаем необходимым изучение действия токсического вещества «а инфузориях: подвижность инфузорий, несложность их определения, возможность рассматривания под микроскопом без особой подготовки препарата облегчают эту задачу. Выживаемость (подвижность) инфузорий .под влиянием шестивалентного хрома определялась при экспозиции в 7 суток. Гибель инфузорий наблюдалась при концентрации шестивалентного хрома в воде 0,05 мг на 1 л.
Сравнение результатов всех опытов дало возможность разработать диференцированные гигиенические нормативы допустимых концентраций шестивалентного хрома для водоемов разных категорий и для разных соединений шестивалентного хрома.
Таким образом, при проработке гигиенических нормативов допустимых концентраций токсических веществ в водоемах рекомендуется следующая комплексная методика: 1) определение содержания исследуемого вещества как микроэлемента в биологическом материале и в не-загряз«енной внешней среде; 2) изучение стабильности вещества в воде при разных условиях (влияние рН, различного разбавления, донных отложений и др.); 3) постановка хронического субтоксического опыта на животных длительностью не менее 8 месяцев с биологическими наблюдениями, изучением баланса вещества в организме, определением содержания его в различных органах и тканях, изучение макро- и микроскопических патологоанатомических изменений в органах и тканях: 4) постановка острого токсического опыта на животных с производством тех же исследований, что и при хроническом субтоксическом опыте; 5) опыты иа водных организмах (дафнии и другие наиболее чувствительные к данному токсическому веществу организмы); 6) опыты на микроорганизмах (изучение токсического действия вещества на отмирание микрофлоры воды, влияние на индикаторные микроорганизмы, участвующие в самоочищении водоемов, с постановкой опытов на чистых культурах); 7) изучение влияния .на биохимические процессы самоочищения воды (нитрификация, утрата растворенного кислорода и др.).
Доц. Р. Л. Габович
Содержание фтора в питьевых водах УССР
Из кафедры общей гигиены Киевского медицинского института
Как известно, в начале прошлого десятилетия было доказано, что большие концентрации фтора в питьевой воде являются причиной своеобразного, считавшегося ранее наследственным заболевания зубов — так называемой пятнистой, или крапчатой, эмали. Подземные воды, протекая через породы, богатые фтором, обогащаются им, и если дети пьют такую воду в период развития зубов, то фтор, действуя на амело-бласты, нарушает обычный ход процесса кальцификации зубов, внешним проявлением чего является пятнистая эмаль.
Если взрослые начинают пить воду с большим количеством фтора, то на их зубах, уже закончивших свое развитие, не появляется пятнистая эмаль, но при высоких концентрациях фтора (около 6 мг/л) наблюдаются поражения дентина, строение которого становится более слабым, более порозным.
Было бы неправильно считать, что лишь одна концентрация фтора обусловливает возникновение в большом количестве пятнистой эмали и степень ее распространения. Природные и социальные условия могут
усилить или ослабить действие фтора, влияя на реактивность организма или непосредственно на происходящие в нем процессы. В ряде случаев ¡может иметь значение содержание фтора в пищевых продуктах, например, в приморских местах высокое содержание фтора в рыбной пище. Отмечено, что богатство пищи витаминами С, А, Б или ионами кальция и иода ослабляет действие фтора.
Роль социальных условий среды подтверждается следующим весьма показательным фактом. В Мадрасской провинции Пенджаба у английского населения и местной аристократии, питающейся значительно лучше основной массы индусов, влачащих полуголодное существование, значительно реже появляется пятнистая эмаль, даже в тех местах, где пользуются водой, содержащей 2—3 мг/л фтора, ¡в то время как поражение эмали у индусов наблюдается часто при употреблении воды, содержащей всего 1,5 мг/л.
Таким образом, при изучении проблемы фтора нельзя полностью пользоваться результатами работ, проведенных в других странах, а следует учитывать и местные факторы: социальные, климатические, питания и др.
Действие фтора не ограничивается влиянием на зубы, а, возможно, и на скелет. Шкавера и Поллак (Киев) показали, что фтор является общепротоплазматическим ядом; особенно чувствительны к нему клетки нервной системы. Известно, что фтор тормозит действие некоторых ферментов (энолаз) углеводного обмена, а также отрицательно влияет на обмен кальция, фосфора, железа и задерживает образование агглютининов при искусственной иммунизации. В связи с изложенным естественно было бы предположить, что эмаль развивающихся зубов является наиболее чувствительной тканью организма к воздействию фтора, но не единственной, поражаемой им. Между тем в современной литературе не имеется достоверных данных и серьезных работ, указывающих на какие-либо поражения, кроме эмали зубов.
Изменения со стороны зубов у населения, пьющего воду с большим количеством фтора, побуждают к проведению соответствующих профилактических мероприятий. Перед гигиенистами стоит вопрос о предельно допустимой концентрации фтора в питьевой воде.
Наш ГОСТ «Качества литьевой воды» (2874-47) не опирается на какие-либо массовые наблюдения об эндемическом флюорозе в Советском Союзе и данные о содержании фтора в питьевых водах и пищевых продуктах СССР. Следовательно, приведенную в нем норму в питьевой воде надо расценивать как временную, установленную до появления работ, освещающих этот вопрос применительно к условиям Советского Союза.
С течением времени стали накапливаться новые факты. В 1936 г. проф. Лукомский (Москва), применяя фтористый натрий для обезболивания чувствительного дентина, на основе своих наблюдений пришел к выводу, что обработанные фторидами зубы становятся более резистентными по отношению к кариесу.
Этот вывод был подхвачен американцами и, изучая эндемии пятнистой эмали, они стали обнаруживать, что с повышением концентрации фтора в воде увеличивается процент людей, поражаемых этим заболеванием, и уменьшается процент поражаемых кариесом. Наблюдения этого порядка вызвали 'большой интерес, так как кариес зубов оказывает влияние на здоровье, и разработка эффективных профилактических мероприятий против него имеет большое практическое значение.
Вокруг этого вопроса в США возникла такая шумиха и реклама, что некоторые осторожные ученые вынуждены были выступить с указаниями на поспешность сделанных выводов, пока не выяснен механизм антикариозного действия фтора, и требовали постановки длительных наблюдений.
к
Таким образом, несмотря на многочисленные исследования, проводившиеся в течение последних 20 лет, гигиеническое значение фтора нельзя считать достаточно освещенным. Но становится все более очевидным, что с гигиенической точки зрения должна интересовать не только максимально допустимая концентрация фтора в воде, но и оптимальная, т. е. такая, при которой не появляется пятнистой эмали и в минимальной степени встречается кариес.
В 1947 г. мы начали заниматься изучением гигиенического значения фтора в питьевых водах. Освещение этой проблемы представлялось актуальным для УССР, так как воды здесь еще никогда не исследовались на содержание фтора, а вместе с тем большое распространение фторсодержащих минералов позволяло предположить возможность высоких концентраций фтора в некоторых водах.
В процессах формирования таких вод имеет значение контакт их с богатыми фтором породами, главным образом с фторапатитами и фосфоритами. Хотя первые содержат до 4°/о1 фтора, однако, вследствие монолитного строения и плохой растворимости, они мало отдают фтора воде. Этим объясняется тот факт, что исследование питьевых вод в районе месторождения хибинских фторапатитов (Моисеев, Завьялов, Данилова и др.), вопреки предположениям, не обнаружило больших концентраций фтора. Лишь в нескольких скважинах концентрация фтора немного превышала 1 мг/л.
Контакт с фосфоритовыми песками, преимущественно вторичных, О^ а не коренных пород в большинстве случаев является источником высоких концентраций фтора в питьевых водах.
Из капитальных работ проф. Лучицкого, Червинского и других ав-торов следует, что много фосфоритов третичного и мелового происхождения имеется на территории Каменец-Подольской и Винницкой областей у Днестра (содержание фтора в них колеблется от 0,2 до 3%>, так как фтор коренных фосфоритов во вторичных постепенно замещается ^ углекислотой), на севере Черниговской области у Десны (содержание фтора от 0,18 до 4% и выше), в Харьковской области у г. Изюма, на Сь берегу Северного Донца, в северной части Днепропетровской области, Ы вдоль правого берега Днепра в Киевской области и т. д. Кроме этих Месторождений, залегающих неглубоко, третичные и меловые фосфориты в виде фосфоритовых песков широко распространены в глубоких водоносных горизонтах главным образом Полтавской и Харьковской области.
Проведенные нами лабораторные эксперименты по настаиванию воды с различными сортами (третичных и меловых) фосфоритовых песков показали, что достаточно 7—10 суток контакта, чтобы концентрация фтора в воде поднялась до 1,5—2,5 мг/л.
Дальнейшего увеличения концентрации почти не наблюдалось, лишь насыщение воды углекислотой приводило еще к некоторому повышению содержания фтора. Тем не менее, учитывая чрезвычайно длительный контакт воды с фосфоритами в природных условиях и усиление растворимости фторидов при различных комбинациях электролитов, мы полагали, что в действительности могут встретиться воды со значительной концентрацией фтора.
Изучение проблемы намечено провести по следующей программе:
а) разработка методики исследования фтора в питьевой воде и дру гих объектах;
б) массовое исследование питьевых вод УССР на содержание фтора;
в) обследование населения в местах с различным содержанием фтора в воде для установления зависимости между концентрацией фтора, пятнистой эмалью и кариесом зубов;
г) изучение содержания фтора в пищевых продуктах и метаболизм фтора;
I3 ГвОед*?ОТВта(8Я1Ии1кНАЯ I 17
I ВИоЛИОГЕКА I
{ Мйкястеретаа Эи^гбвхрамлиь ^ ' «
д) санитарно-токсикологическое изучение в эксперименте длительного действия малых концентраций фтора.
Сложность определения фтора является главным препятствие«, ограничивающим работы, связанные с ним. Мы выбрали, видоизменили и уточнили в деталях метод отделения фтора отгоном в виде кремне-фтористой кислоты, предложенный в 1932 г. проф. И. Тананаевым (Киев), и последующее колориметрическое определение фтора циркон-ализарином. Нельзя пройти мимо того факта, что американские исследователи незаслуженно приписывают приоритет в разработке этого метода Вилларду и Винтеру, опубликовавшим свою работу на год позже. В результате проделанной работы в наших руках оказался довольно простой и точный метод, позволивший провести массовое исследование вод ¡Украины на содержание в них фтора.
К настоящему времени исследовано около 2 ООО проб воды из всех областей Украины, в том числе почти из всех коммунальных водопроводов, что позволяет сделать ряд выводов.
Концентрация фтора в питьевых водах Украины колеблется от 0 до 5,5 мг/л. Таких высоких концентраций, как в США, т. е. до 14 мг/л, мы не обнаружили даже там, где имеются наиболее благоприятные гидрогеологические условия для максимального насыщения воды фторидами.
В подавляющем большинстве водопроводов, особенно в крупных городах, вода содержит меньше 0,5 мг/л фтора. Это говорит о том, что при дальнейшем изучении следует обращать внимание не только на токсическое, но и на противокариозное действие фтора, т. е. проверить, действительно ли кариес зубов 'больше распространен.среди населения, пьющего 'Воду с малым количеством фтора. Вода единичных водопроводов содержала свыше 1 мг/л фтора.
В ряде мест имеются такие комбинации: часть населения, пользующаяся речной зоной водопровода, пьет воду с малым количеством фтора; другая, пользующаяся артезианской зоной, употребляет воду с избытком фтора, например, с концентрацией 2 мг/л.
Всего было обследовано около 500 артезианских скважин. Оказа* лось, что в 16,7% скважин содержание фтора составляет до 0,2 мг/л, в 45,5% — от 0,21 до 0,5 мг/л, в 19%— от 0,51 до 1,0 мг/л и в 17,8%— 1,01 мг/л и выше.
Таким образом, процент артезианских скважин, содержащих в воде свыше 1 мг/л фтора, довольно велик, что отчасти объясняется нашим повышенным интересом к анализу воды тех скважин, где предполагалось большое содержание фтора. Приведенные данные касаются почти всех эксплоатируемых водоносных горизонтов УССР. Режимные наблюдения на ряде скважин в течение 2 лет показали в большинстве из них постоянство концентрации фтора.
Для ряда водоносных горизонтов содержание фтора является характерной и постоянной величиной. В некоторых городах воды артезианских скважин, питающиеся из одного водоносного горизонта, довольно резко отличаются между собой по общей жесткости, количеству хлоридов или сульфатов. Что же касается концентрации фтора, то она почти одинакова и характерна для всех скважин одного и того же горизонта в данном районе.
Трещиноватые воды докембрия, экоплоатируемые на территории Украинского кристаллического массива (например, Бердичев, Умань), содержат от 0,44 до 0,55 мг/л фтора. Юрские воды Днепровско-Донец-кой впадины, используемые в крупнейших городах УССР, содержат, в зависимости от района, 0,35—0,6 мг/л фтора; лишь в осевой части впадины, где юрские воды сильно минерализованы, что объясняют наличием в этом районе сложных структур, содержание фтора доходит до 1,2 мг/л (Миргород).
Широко эксплоатируемые на Украине меловые и сеноманские воды
содержат, как правило, мало (0,1—0,4 мг/л) фтора (Ворошиловград, Лисичанск и т. д.); однако в тех местах, где вода приходит в длительный контакт с сеноманскими фосфоритами (осевая часть впадины), содержание фтора повышается до 2,5 мг/л. Интересно, что, в то время как по прочим данным обычного химического анализа юрские воды, переливающиеся в осевой части впадины в сеноманские, мало отличаются от последних, анализ на фтор позволяет четко диференцировать эти воды, так как юрские содержат здесь 1,2—1,25 мг/л фтора, а сеноманские 2,3—2,48 мг/л. Концентрация фтора в воде ряда скважин, считавшихся до сих пор комбинированными (юрские и сеноманские), ясно показала, что они фактически питаются из юрского горизонта (например, Полтава).
До 0,2 мг/л фтора содержат силлурийские воды (Каменец-Подольская область) и мергельно-меловые (Львовская область). В сарматских скважинах было обнаружено от 0,1 мг/л (Николаевская область) до 0,8 мг/л (у морского побережья). В водах полтавского и харьковского (Гадяч, Бахмач) ярусов палеогена содержится 0,3—0,5 мг/л фтора. В четвертичных водах содержание фтора колеблется от 0,1 до 0,5 мг/л.
Наиболее интересным оказался бучакский горизонт, широко эксплоа-тируемый в Полтавской области. Включения фосфоритовых песков имеются почти по всему этому горизонту (за исключением северных окраин), отчего в его водах можно было ожидать повышенного содержания фтора. Исследование большого числа вод бучакского горизонта выявило, что, кроме северных скважин, расположенных в Черниговской области и содержащих меньше 0,5 мг/л фтора, все остальные содержат, как правило, выше 1 мг/л, причем количество фтора доходит до максимальных на 1Украине цифр — до 5 мг/л в бучакских скважинах Полтавского района и 5,5 мг/л в одной из скважин Шишакского района, водой из которой население не пользуется. Так как вода бучакских скважин в водопроводе часто перемешивается с водой из других скважин, то наибольшая концентрация фтора в воде, которой пользуется население одного из пунктов Полтавской области, составляет 4,1 мг/л.
Из обследованных свыше 1 000 шахтных колодцев, которыми пользуется население УССР, до 0,2 мг/л фтора содержало 35% колодцев, от 0,21 до 0,5 мг/л — 36%, от 0,51 до 1,0 мг/л — 20,5%, от 1,01 до 1,5 мт/л — 5,1% и от 1,51 мг/л и выше — 3,4%.
Из этих цифр видно, как оторвано от практической действительности предложение проф. С. В. Моисеева считать 0,5 мг/л максимально приемлемой с гигиенической точки зрения концентрацией фтора. Около 20% сельского населения УССР пользуется водой, содержащей от 0,5 до 1,0 мг/л фтора, и тем не менее отличается, как из&естно, крепким здоровьем и отсутствием признаков пятнистой эмали на зубах.
Следует отметить, что даже в одном и том же селе может быть большая пестрота (от 0,3 до 2 мт/л) в содержании фтора в воде шахтных колодцев, что зависит от глубины колодца и взаимного расположения водоносного горизонта и фторсодержащего слоя грунта. О сезонных колебаниях концентрации фтора в шахтных колодцах пока нельзя еще сделать определенных выводов.
Если внимательно рассмотреть карту Украины с нанесенными на ней данными о содержании фтора в воде шахтных колодцев, то можно заметить, что минимальное количество фтора, преимущественно ниже 0,2 мг/л, мы имеем в Закарпатье, Станиславской, Львовской, Ровенбкой, Тарнопольской, Житомирской областях, на севере Черниговской, т. е. там, где имеются заболевания эндемическим зобом. Этим как будто опровергается предположение, что причиной зоба на западе УССР может быть малое количество иода_или бодьшое количество, фтора в воде и пищевых продуктах,"которыми пользуется население. В то же ^ретйя'" с этим можно связать тот факт, что обследователи зобных районов
(проф. Кучеренко, Примак) отмечали там большое распространение кариеса.
Воды шахтных колодцев Днепропетровской, Николаевской, Сталинской, Запорожской областей часто содержат свыше 1 мг/л фтора; максимальное количество фтора, обнаруженное нами в шахтном колодце, составляло около 3 мг/л.
Значительно слабее концентрация фтора в поверхностных водах. Так, например, из 150 анализов воды рек УССР содержание фтора до 0,2 мг/л показало 42,5% анализов, от 0,21 до 0,5 мг/л — 49% и от 0,51 до 0,8 мг/л — 8,5%. "~
Концентрацию фтора выше 0,8 мг/л мы не встречали. Воды больших рек содержат менее 0,3 мг/л фтора. Исследование воды до водоочистных сооружений и после них, произведенное на Киевском, Днепропетровском, Северо-Донецком и Одесском водопроводах, показало, что в результате очистки количество фтора в воде уменьшается на 10—40% Поскольку водоснабжение больших городов базируется в основном на реках, то население их, как правило, получает воду с очень малым количеством фтора.
Режимные наблюдения показывают, что колебания концентрации фтора в течение года весьма невелики. Что касается содержания фтора на различных участках реки, то часто заметно влияние характера питания реки. Так, например, в 1948 г. содержание фтора в верховьях Днестра было меньше 0,1 мг/л; у Самбора оно составляло 0,157 мг/л, у 'Могилев-Подольска — 0,24 мг/л, у Ямполя, где вливаются богатые фтором поверхностные и подземные воды из мест расположения приднестровских фосфоритов, концентрация фтора достигла максимума — 0,31 мг/л. Затем содержание фтора падает, доходя у места забора воды для Одесского водопровода до 0,18 мг/л, а после очистки — до 0,155 мг/л.
В общем имеется тенденция увеличения количества фтора в водах рек по направлению с севера на юг и с запада на восток. Это соответствует распределению фтора в подземных водах и должно найти объяснение в дальнейших исследованиях по кругообороту фтора.
Высокое содержание фтора в отдельных небольших и средней величины реках идет параллельно повышенному содержанию фтора в колодезных водах бассейна реки. Так, реки, дренирующие глубокие водоносные горизонты, богатые фтором, в ряде случаев также содержат много фтора.
Содержание фтора в крупных водохранилищах, используемых в целях водоснабжения, невелико. Так, в Карачуновском водохранилище .(Кривой Рог) концентрация фтора составляла 0,277 мг/л (октябрь 1947 г.), в Сеннянском водохранилище (Красноармейск) — 0,28 мг/л (октябрь 1947 г.) и в Карловском водохранилище (Сталино) — 0,34 мг/л (май 1948 г.).
Из произведенных 50 анализов минеральных вод УССР видно, что они содержат значительно больше фтора, чем питьевые воды: 37 проб содержат до 0,2 мг/л, 7,5%— от 0,21 до 0,5 мг/л, 7,5% — от 0,51 до 1 мг/л и 41%>— выше 1,0 <мт/л. Таким образом, физиологическое действие фтора представляет интерес и для курортологов.
Выводы
1. Проблема гигиенического значения фтора в питьевых водах еще не достаточно освещена. В настоящее время гигиениста должны, пови-димому, интересовать не только максимально допустимые, но и оптимальные концентрации фтора в питьевой воде.
2. Изучение проблемы фтора весьма актуально для УССР, так как здесь, наряду с источниками, содержащими ничтожные количества фто-
ра, имеется большое количество источников питьевой воды с концентрацией фтора выше 1 мг/л.
3. Крупные санитарно-эпидемиологические лаборатории ¡УССР должны организовать исследование воды на фтор и начать планомерное изучение содержания фтора в питьевых водах своей области.
4. Проведенное массовое обследование питьевых вод УССР на содержание фтора позволяет уже теперь перейти к гигиеническому обследованию населенных мест для установления зависимости между концентрацией фтора в питьевой воде, распространением пятнистой эмали, кариеса зубов и других заболеваний. Эта большая работа должна быть организована гигиенистами, к участию в ней должны быть привлечены стоматологи и клиницисты.
Т. А. Николаева
Очаг эндемического флюороза
Выявление роли микроэлементов и так называемых рассеянных элементов в физиологии и патологии человека представляет 'большой теоретический и практический интерес. Одним из таких элементов является фтор, вызывающий особое заболевание — флюороз.
Флюороз, одним из симптомов которого является поражение зубов (крапчатость эмали),— заболевание, появляющееся у коренного населения, проживающего в особых так называемых био-геохимических областях и употребляющего для питья воду, содержащую фтор в повышенных количествах.
Патогенез флюороза еще не ясен. Согласно большинству исследователей, дело сводится к нарушению кальцификации скелета, в первую очередь зубов.
Патологические изменения в человеческом организме проявляются различно, в зависимости от дозы фтора. По литературным данным, при употреблении воды, содержащей фтор в количестве 1—4 мг/л, наблюдается местное поражение постоянных зубов. Это поражение и известно под названием крапчатости, или пятнистости, эмали зубов. При употреблении воды, содержащей большое количество фтора (более 6 мт/л), развивается общее хроническое заболевание, так называемый генерализованный остеосклероз. Развитие у человека флюороза зависит, пови-димому, от состояния его минерального обмена (в частности, обмена Р, Л и Са), от недостатка в пище витаминов и от физиологических особенностей организма (возраст и т. п.).
Недостаточная изученность флюороза побудила нас в 1947 г. исследовать влияние фтора, находящегося в питьевой воде, на заболеваемость пятнистостью, или крапчатостью, эмали.
Санитарный врач кандидат медицинских наук Я. А. Могилевский обратил внимание на распространение характерного поражения зубов среди коренных жителей одного населенного пункта. Это послужило основанием члену-корреспонденту АМН СССР проф. С. Н. Черкинско-му заподозрить в этом пункте наличие очага эндемического флюороза. В связи с этим мы приступили к изучению данного вопроса, для чего под руководством проф. С. Н. Черкинского нами были исследованы на наличие фтора в воде основные источники водоснабжения города и было проведено массовое обследование зубов у населения, преимущественно школьников в возрасте от 7 до 17 лет. Питьевые воды в населенном пункте содержат от 0,4 до 5,5 мг/л фтора.
