مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فلوراید در آب: فواید، مضرات و روش‌های کنترل
فلوراید (F⁻) یک یون معدنی است که بهطور طبیعی در آب، خاک و برخی مواد غذایی یافت می‌شود. افزودن فلوراید به آب آشامیدنی شهری در بسیاری از کشور‌ها بهمنظور پیشگیری از پوسیدگی دندان انجام می‌شود، اما سطح بالای آن می‌تواند خطرات سلامتی به همراه داشته باشد. در زیر به بررسی جامع این موضوع پرداخته شده است:

۱. منابع فلوراید در آب
منابع طبیعی:

انحلال سنگ‌ها و خاک‌های حاوی فلوراید (مانند فلوئوریت، آپاتیت).

آب‌های زیرزمینی در مناطق آتشفشانی یا زمین‌های گرمابی.

منابع مصنوعی:

افزودن عمدی فلوراید به آب شهری (فلوریداسیون آب).

پساب صنایع (شیشه، کود‌های فسفاته، آلومینیوم).

۲. فواید فلوراید
جلوگیری از پوسیدگی دندان: فلوراید با تقویت مینای دندان و کاهش فعالیت باکتری‌های مضر، تا ۲۵٪ از پوسیدگی دندان‌ها میکاهد.

کمک به سلامت استخوان‌ها (در غلظت‌های پایین).

سیاست‌های بهداشت عمومی: فلوریداسیون آب بهعنوان یکی از ۱۰ دستاورد برتر بهداشت عمومی قرن بیستم شناخته شده است.

سطح مطلوب فلوراید در آب آشامیدنی
سازمان بهداشت جهانی (WHO): ۰. ۷ تا ۱. ۵ میلیگرم بر لیتر (ppm).

ایران: حداکثر مجاز ۱. ۵ ppm (طبق استاندارد ۱۰۵۳ مؤسسه استاندارد).

۳. مضرات فلوراید بیشازحد
الف) فلوئوروزیس دندانی (Dental Fluorosis)
ایجاد لکه‌های سفید یا قهو‌های روی دندان‌ها بهویژه در کودکان زیر ۸ سال.

ناشی از مصرف طولانیمدت آب با فلوراید بالای ۱. ۵ ppm.

ب) فلوئوروزیس استخوانی (Skeletal Fluorosis)
سفتشدن و شکنندگی استخوان‌ها و مفاصل.

در غلظت‌های بالای ۴ ppm و مصرف مزمن.

ج) سایر خطرات
اختلال در عملکرد تیروئید.

تأثیر منفی بر سیستم عصبی (مطالعات حیوانی).

۴. مناطق با فلوراید بالا در جهان و ایران
جهانی: هند (ایالت راجستان)، چین، آفریقای شرقی، مکزیک.

ایران: استان‌های کویری و مرکزی مانند یزد، کرمان، و سیستان و بلوچستان (آب‌های زیرزمینی با فلوراید تا ۱۰ ppm).

۵. روش‌های اندازهگیری فلوراید
الکترود یون انتخابی (ISE): دقیق و سریع.

اسپکتروفتومتری: استفاده از معرف SPADNS یا زیرکونیوم.

کیت‌های تست سریع: برای مصارف خانگی.

۶. روش‌های حذف فلوراید از آب
الف) روش‌های شیمیایی
جذب سطحی:

آلومینای فعالشده (AA): جذب فلوراید روی سطح آلومینا.

کربن فعال اصلاحشده: با استفاده از نانوذرات اکسید فلزی (مگنتیت، سریم).

رسوبدهی:

افزودن آهک (CaO) یا کلرید کلسیم (CaCl₂) برای تشکیل CaF₂.

ب) روش‌های فیزیکی
اسمز معکوس (RO): راندمان ۹۰–۹۵٪، مناسب برای مصارف خانگی.

الکترودیالیز (ED): استفاده از جریان الکتریکی برای جداسازی یون‌ها.

ج) فناوری‌های نوین
نانوفیلتر‌ها: غشا‌های نانوساختار با پوشش‌های جاذب فلوراید.

بیوسوربنت‌ها: استفاده از پسماند‌های کشاورزی (پوست موز، پوسته تخم مرغ).

۷. مقایسه روش‌های حذف فلوراید
روش هزینه راندمان مناسب برای معایب
آلومینای فعالشده کم ۷۰–۸۵٪ سیستم‌های کوچک نیاز به احیای دورهای
اسمز معکوس بالا ۹۰–۹۵٪ خانگی/صنعتی هدررفت آب و انرژی
نانوفیلترها متوسط ۸۵–۹۵٪ صنعتی هزینه اولیه بالا
الکترودیالیز بالا ۸۰–۹۰٪ صنعتی نیاز به برق زیاد
۸. راهکار‌های مدیریتی
پایش منظم: آزمایش دور‌های آب‌های زیرزمینی در مناطق پرخطر.

آموزش عمومی: آگاهیرسانی درباره مصرف آب‌های بطریشده در مناطق با فلوراید بالا.

سیاست‌های دولتی: نصب سیستم‌های تصفیه در مناطق روستایی و محروم.

۹. جمع بندی
فلوراید در آب یک شمشیر دولبه است:

مفید در غلظت‌های پایین (۰. ۷–۱. ۵ ppm) برای سلامت دندان‌ها.

خطرناک در غلظت‌های بالا (>۱. ۵ ppm) با عوارض استخوانی و دندانی.

با استفاده از روش‌های تصفیه مناسب مانند اسمز معکوس یا جذب با آلومینا، می‌توان سطح فلوراید را کنترل کرد. در

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آشاميدن آب حاوي فلورايد داراي فوايد بسيار اندكي است  در حالي كه مضرات وخطرات آن براي سلامتي مصرف كنندگان اين نوع آب بسيار بيشتر از فوايد آن است . خمير دندان هاي حاوي فلورايد كه به صورت موضعي مصرف مي شوند عملكرد خوبي در پيشگيري از پوسيدگي دندان داشته ودر عين حال به دليل غير خوراكي بودن خمير دندان ، فلورايد آن وارد  بدن نمي شود .بعضي از مضرات مصرف كنترل شده فلورايد به صورت سيستميك واز طريق آب آشاميدني كه حاوي مقادير بالاي فلورايد باشد براساس گزارش شوراي ملي تحقيقات آمريكا NRC  عبارتست از :

1-    مصرف فلورايد مي تواندباعث آسيب مغزي شود .مطالعات انجام شده توسط محققين سازمان حفاظت محيط زيست آمريكا بر روي حيوانات نشان مي دهد كه مصرف آب آشاميدني با ميزان فلورايد يك  PPM  مي تواند باعث زوال عقل شود .اين تحقيقات همين اثر را در مطالعات انساني ودر مقادير 0.9 PPM  بر روي IQ  كودكان مبتلا به كمبود مواد  معدني نشان داده است .

2-    تاخير  بر روي عملكرد غده تيروئيد :دريافت دز بيشتر از 0.01 تا 0.03  mg /kg/day فلورايد در آب آشاميدني  ممكن است باعث كاهش عملكرد غده تيروئيد  در ميان افرادي كه مصرف يد آنها كم است شود . ونهايتا مي تواند منجر به  كاهش فعاليت رواني فرد ، افسردگي وكاهش وزن شود .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فلوراید

بسته به شرایط آب و هوایی غلظت فلوئور مجاز در آب 0.6-1.2mg/L می باشد وحداکثر غلظت مجاز آلایندگی فلوئور 4Mg/L می باشد .

 

معروفترین ترکیبات فلوئور

 

1.سدیم فلوراید  NaF)یا هیدروفلو سیلیسیلیک(

 

این ترکیب به دلیل سرعت حل شدن زیاد در آب، پرکاربردترین ترکیب فلوئور می باشد با این حال گرانترین ترکیب فلوئور می باشد.  

 

  2. سدیم سیکلوفلوراید (Na₂SiF₆   یا هگزافلوئوسیلیسیلیک)

 

   ترکیبی ارزان سفید و بی بو می باشد

  

  3.اسید فلوئو سیلیسییلیک  H₂SiF6)یا اسید سیلیکو فلوئوریک)

 

  ترکیبی خورنده، بخار مانند ،شفا ف یا Transparentو باعث حساسیت روی پوست می  شود .دارای خلوص 22-30 می باشد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مطالعات انجام شده در بسیاری از مناطق جهان، نشان داده است که غلظتهای بالای فلوراید بطور طبیعی در آبهای زیرزمینی وجود دارد و زغال سنگ سبب گسترش فلوئوروزیس- یک بیماری استخوانی حاد – در میان افراد محلی می گردد. ما بصورت هدفدار، روزانه تعدادی از محصولات مثل خمیردندان و آب آشامیدنی را فلوئوردار می نماییم زیرا دو دهه است که به این نتیجه رسیده ایم که فلوراید در مقادیر کم هیچ اثر معکوسی روی سلامتی نداشته و از پوسیدگی دندانها نیز جلوگیری می نماید. اما امروزه اکثر دانشمندان، مزایای فلوراید را حتی در مقادیر کم نیز مورد سئوال قرار داده اند. این مقاله، مقدمه مختصری در مورد فلوراید، خصوصا" موضوعات مرتبط با کیفیت آبهای آشامیدنی می باشد.

 واقعیتهای اساسی در مورد فلوراید:فلوراید به میزان کمی در پوسته زمین وجود داشته و می تواند از طریق پروسه های طبیعی وارد آبهای زیرزمینی شود، مخصوصا" خاک کوهپایه ها دارای فلوراید بالایی می باشد که ناشی از تغییر فصل و شسته شدن سنگ بسترهای حاوی مقادیر بالای فلوراید می باشد.
طبق رهنمود منتشرشده در سال 1984 توسط WHO ، در صورتیکه فلوراید به میزان بهینه و در حد مطلوب استفاده شود ، یک عامل موثر برای پیشگیری از بیماریهای دندان خواهد بود. اما یک سطح بهینه برای جذب روزانه نمیتواند قابل قبول باشد، زیرا حالتهای تغذیه ای افراد بسیار گوناگون است و سرعت جذب فلوراید توسط بدن را تحت تاثیر قرار می دهد. برای مثال یک تغذیه فقیر از نظر کلسیم، حفظ فلوراید در بدن را افزایش می دهد.
آب یک منبع اصلی جذب فلوراید می باشد، رهنمود سال 1984 WHO پیشنهاد میکند که در مناطق گرمسیر باید غلظت بهینه فلوراید در آب آشامیدنی زیر 1 mg/L ( 1 ppm) باقی بماند، در حالیکه در مناطق سردسیر این مقدار می تواند تا 1.2 mg/L افزایش یابد. این اختلاف در مقادیر، از این واقعیت ناشی می شود که افراد در آب و هوای گرم تعریق بیشتری داشته و در نتیجه آب بیشتری می نوشند.
مقدار راهنما ( حد مجاز ) برای فلوراید در آب آشامیدنی1.5 mg/L پیشنهاد شده، این مقدار در مقابل مزیت مقاومت دندان در مقابل تخریب، هنوز بعنوان خطر عمده فلوئوروزیس دندان مطرح نشده است.( مقدار راهنمای WHO برای فلوراید در آب، جهانی نیست، برای مثال هند حد مجاز آنرا از 1.5 ppm به 1 ppm در سال 1998 کاهش داد.)

مرجع تخصصی آب و فاضلاب