一、*活泼的元素
在已发现的100多种化学元素中氟是*活泼的元素。它在普通情况下为淡黄绿色的气体,有特殊的刺激气味,在低温下才能变为液体。它的电负性*强,总是以负一价存在,除了氦、氖、氩,氙等稀有气体外,几乎能与所有元素发生化学反应,因此在自然界里找不到单质的氟。即使产生了氟气,一进入大气就立即同其他元素结合成气体、液体或固体化合物。氟与各种金属化合的能力也很强,因此自然界氟的化合物很多。水、土壤、岩石及动植物体内都含有氟,氟不但是构成地壳的一种元素,也是一种生命的元素,在机体的组织中均
含有氟。
氟是典型的亲石元素,含氟的矿石很多,目前已知的就有86种。*主要的氟矿石是萤石(也叫氟化钙),它是制备其它氟化物的主要原料。自然界中*重要的络合氟化物是冰晶石,主要用在炼铝工业上;氟与磷是*亲密的伙伴,它们往往形成共生矿石——氟磷灰石。这种矿石分布很广,是生产磷肥的好原料。
氟化物从岩石中释放出来,流经这些地层的水就含有大量的氟化物。这些氮化物随水迁移,慢慢形成了高氟地区,人们长期饮用这种高氟水会引起氟中毒,这就是通常所说的地方性氟中毒,是目前广泛存在的一种地方病。
二、氟对人体健康是否有利
很早以前就有人发现氟与牙齿的结构有关,后来证明食物及饮水中缺氟要引起龋齿,特别是儿童更为严重。1930年人们又发现,饮水中氮化物过多,能形成斑齿,也就是牙釉质出现不透明的斑点、牙质脆弱。多年来,人们都认为氟是人体必需的微量元素,它对于牙齿和骨骼的形成和结构,以及钙和磷的代谢,均有重要作用。适量的氟能被牙齿釉质的羟基磷灰石晶粒的表面吸着,形成一种抗酸性的氟磷灰石的保护层,使牙齿的硬度增高,并能提高牙齿的抗酸能力,还可抑制口腔中的乳酸杆菌,降低碳水化合物分解产生的酸度,因而有预防龋齿的作用。微量的氟对促进儿童发育也有良好作用。老年人缺氟会影响钙和磷的利用,可导致骨质松脆,易发生骨折,补充微量氟则有预防作用。因此,自四十年代开始,有些国家或地区就在低氟的饮水中加入适量氟。美国医学会、英国**医学会和联合国世界卫生组织都对饮水中加氟作了调查,认为是防止儿童龋齿的好办法。到了七十年代世界共有42个国家和地区,近2亿人口饮用加适量氟的水。但是近几年来,不少学者对这样的作法提出了异议,他们认为氟是高毒性物质,环境中含有微量浓度的氟就能抑制骨骼牙齿、心血管、肾脏、甲状腺、皮肤、神经系统等器官和组织中酶的活性。
*近有许多人发现,当饮用水中含氟量达每升1毫克,饮用这种水的儿童有10﹪患了不同程度的牙齿氟中毒症。这种患者的牙釉质受到损害,出现斑痕,人们称之为斑釉牙。这个事实与提高氟含量可增强釉质的抗酸能力、预防龋齿的说法相矛盾。美国一些地区为此进行过大规模的饮水加氟试验,发现饮水加氟和龋齿之间没有明显关系。因此有人认为龋齿并不是由氟不足弓[起的,主要是由于食物缺陷、营养缺乏引起的。由于这种种原因,目前美国、瑞典、丹麦、比利时、挪威、法国、意大利、西班牙等国已禁止在饮水中加氟,联邦德国等国对此事正在争论之中。总之,氟对人体健康是否有利,目前学术界正在展开一场大论战。
1965年广州市从加氟能减少龋齿的愿望出发,开始在自来水中加氟。1980年曾一度引起斑釉(氟斑牙)流行,给下一代造成了无法挽回的损失。中山医学院口腔系曾为此在广州市五个区对2286名学生作了调查,另在佛山市某小学调查442人作对照。通过调查他们认为自来水加氟防龋是不**的。西村水厂为广州市供应70﹪的饮用水,1965年在水中加氟,使水中氟含量高达0.8毫克/升,1975年后几乎不在饮水中加氟了。但在1969年以后出生的儿童,患斑釉的仍然高达26.64—43.3﹪。芳林区空气污染严重,空气中氟含量超过国家标准,结果该地区斑釉也比其他地区更严重。芳林区总斑釉率比佛山市高出18倍之多,中度的多了5倍,重度的多了10倍,而龋齿病只减少了8.9﹪。因此大家认为斑釉与水,空气、食物的含氟量有关,与个体也有关,在自来水中加氟是不**的,其**阈值很窄,会有隐患的。因为斑釉影响美观,难以**,而且斑釉是氟中毒的早期表征,应引起高度重视。
三 特殊的牙病
由于饮用水中含有大量的氟而引起牙齿的严重病变,很早以前就引起了居民和医生们的注意。但是直到1850年以后,由于实验卫生学的发展,才提出了初步的资料,为弄清氟中毒的病因创造了必要的条件。
在十九世纪末,有人发现某些地区的人们牙齿珐琅质出现斑点,并开始把这种病变与水质联系起来。墨西哥曾有人认为,牙齿出现白斑的原因是因为饮用水中锰的含量过高。
1900年,意大利的医生斯杰潘·契雅发现距离那不勒斯数公里的包族里地区的居民患有特殊的牙齿**。这种病表现为:对称的牙齿有暗黄色或暗褐色斑点,开始牙齿有些磨损,逐渐地出现缺损,严重时牙齿损坏到牙龈。契雅把这些牙叫做“里牙”、“磨损牙”。他认为。病因是由于火山烟尘的有害物质污染了大气,或者是饮水中含有有毒物质。
1902年美国一家杂志发表了一篇报道,其中谈到从包族里来的意大利移民中发现有“契雅牙”。这篇报道引起了一些牙科医生的注意,因为他们也曾在美国一些地区发现居民的牙齿珐琅质上也有类似的病变。后来把牙齿的这些变化称为“局部珐琅质缺损”,以后又称为“斑釉齿”。
人们逐浙发现,有些地方改用了饮用水源之后,在儿童中出现了这种**,于是产生了一种设想:得病的原因可能是由于这些地区的饮用水中存在有某种稀有元素。当时正好有人在研究包括氟在内的无机化合物的毒性作用。研究人员注意到动物吃了含有大量氟的食物后,牙齿所发生的变化,非常象人的“斑釉齿”。许多资料说明,有必要对饮用水中的含氟量进行研究,并进一步与“斑釉齿”的发病情况进行比较。1931年,切尔其洛、斯密特和他们的助手们分别进行了详细的研究,他们互不依赖地得出了相同的结论,有“斑釉齿”地方性疾患流行的居民区,饮水中的含氟量较高,超过1—2毫克/升。
接着维留也做出了关于氟作用的类似结论,他查明了北非人和动物的牙齿特有**的原因,是该地区土壤中存在的磷钙石中含有氟。为了进一步证明氟在“斑釉齿”病因学上的作用,他们曾重复用动物进行试验,斯密特给试验动物的饲料中掺上氟化钠,或将“斑釉牙”流行地区的高氟水喂养试验动物,结果两种动物的牙齿上都出现了斑釉病,从此对氟致斑釉牙的作用就没有任何怀疑了。到1932年初就已明确,“斑釉牙”是地方性氟中毒的*早期症状之一。
虽然“斑釉牙”的病因早在1931年就明确了,但这种病的发病机制研究了20年后还不太明确。从现代知识的角度来看,斑釉齿是氟对机体作用*早出观的一个症状。氟在进入机体后,大部分沉积在牙齿的成长部分。这时由于氟对细胞、周围神经感受器、神经冲动的传导和组织的作用,物质代谢发生障碍,从而使牙齿的发育和无机化受到破坏。
牙齿氟中毒在世界许多地方都存在,苏联、中国、印度、南朝鲜、朝鲜民主主义人民共和国、日本、马来、西亚、近东、北非、东非、南非、西班牙、葡萄牙、意大利、英国、荷兰、加拿大、美国、墨西哥、阿根廷等国家和地区都有发生
斯密特及其助手们*初的调查表明,饮用每升含氟0.7-0.8毫克的水不引起中毒,饮用每升含氟0.9-1.0毫克的水引起牙齿轻度罹患,饮用每升含1—2毫克的水中度罹患,饮用每升含3—5毫克的水严重罹患。水中含氟量达每升6—18毫克时,恒牙已长出后老到该地的成年人,其牙质结构变得严重脆弱。
人们在调查中发现,有些地区饮水中含氟量较高,但当地相当多的人牙釉质没有罹患或斑点特别淡。有人认为,这可能是氟的潜在毒性被良好的营养条件或其他的社会生活因素所抵消。至于营养对牙齿氟中毒的影响问题,根据斯密特的资料,在食物中增加鱼肝油维生素A,维生素C或钙,并不能预防饮用含氟量为2—3毫克/升水的儿童牙齿氟中毒。但皮拉伊用白鼠进行试验,观察到,在每日的食物中增加蛋粉、鱼粉或全脂奶粉,可减轻氟对牙齿和骨骼的影响。
有些居民由于牙齿发育不全也会出现斑点,因此有必要把氟中毒斑点与非氟中毒发育不全斑点区别开来。轻度氟中毒斑点为乳白色,呈白垩状,中度中毒牙齿有明显的黄色、黄褐色或棕褐色水平条纹,而发育不全斑点常常是均质的,而且是呈椭圆形的。氟中毒斑点存在于许多牙齿上,并以门牙*为明显,而非氟中毒斑点大多发生在1—2个牙齿上。
四、氟骨症
1943年美国林斯曼和玛瑞发表了一篇很有意义的文章,文中描述了一位22岁的战士患有严重的骨质硬化症。他在7岁前饮用的水含氟量为12毫克/升,7岁后饮用的水含氟量为4.4—5.7毫克/升。此人由于肾脏病死去了。在死者的骨内含氟量高达每百克7500毫克,牙齿内含氟量为每百克4500毫克。其他国家的许多研究人员多次报道过由于水和食物中含有大量的氟而引起的地方性骨骼氟中毒。*初的报道是由维里做的,他观察了北非的骨质硬化病。1937年少儿特·帕纪特和拉嘎娃哈里研究了印度地方性氟中毒的情况,他们记叙了10例骨质硬化症,患此病的人曾饮用了含氟为3—14毫克/升的水。这些病人一昼夜随尿排出15—20毫克的氟,*大排出量达40毫克。在患部的照片上,可以看到牙齿珐琅质严重损伤,伴有腐蚀性糜烂及其他发育不全。这种**的发展还与年龄有关,大约在30岁时出现身体各部位的麻木及风湿性疼痛感。这个时期持续1-10年,平均4年;此后,症状越来越严重,出现食欲减低,身体逐渐衰弱,膝和全身震颤,病人自己感觉腰椎部强直。大约到40岁时可以看到**的**发展,包括盆骨、四肢、脊椎及颈部的**硬化。由于食欲消失,恶性体质的发展*终导致死亡。
骨骼损坏是从血液供给部位开始的,*初密度增高并在锥体、盆骨、颅底及肋骨上出现外生骨疣,管状骨底骨髓管缩小,然后在其他骨上也发生变化。在X线照片上由于韧带及腱的钙化,可以看到故的外貌扩大,轮廓不正常。
氟骨症患者胸廓不能运动。由于肌肉萎缩,肋间隙陷没。肺活量比正常人降低。部分人脉搏加快,出现弥散性肌肉萎缩,有压痛,肌肉紧张度减弱。骨质硬化症后期底病人,不能活动,终日卧床不起。
在我国也有许多地区由于天然水体中含氟量太高,当地居民由于长期饮用这种高氟水而发生严重的地方性氟中毒。宁夏回族自治区的盐池县就是地方性氟中毒较为严重的地区之一。这里饮用水的含氟量大都超过1.5毫克/升,有的地方高达18毫克/升。含氟量越高受害越严重,居住时间越长患病率也越高,尤以妇女受害*为突出,病例较多,症状也较明显。在饮用水含氟量高的地方,往往不到3-5年就发生运动系统患病的症状。有一妇女,16岁嫁到高氟区惠安堡生产队,3年后生**个小孩,当时就出现全身酸痛和全身肢端麻木感觉,自己觉得象抽筋似的麻木,并逐渐发生关节强直,活动时疼痛。以后全身出现痉挛性瘫痪,有感觉障碍,但不影响生育。生**胎后,全脊柱强直,颈部及要不活动受到限制,身体畸形,变成“O” 形腿,人也变得矮小肋,显得十分可怜。这里的许多家庭,甚至连续数代受氟中毒之苦。有一姓马的男人,曾先后娶了三个妻子,前两妻都因为生小孩后瘫痪引起死亡,第三个妻子来自非高氟区,生**胎后出现四肢***,**胎后出现佝腰,第三胎后即瘫痪在床。由此可见氟骨症对人体健康的危害是很严重的
目前在高氟区,研究人员都在探索经济、速效、简便的除氟方法,以解除受害人民的痛苦,并已取得了一定的成效。