فواید و مضرات فلوراید و روش های فلوراید زنی و حذف فلوراید از منابع آبی

فلوراید یکی از یونهای موجود در آب های آشامیدنی است . در مورد فواید و مضرات فلوراید اختلاف نظر های فراوانی وجود دارد اما آنچه که مسلم است فلوراید زیاد در منابع آبی می تواند سبب مشکلاتی شود که در ادامه با هم به آن خواهیم پرداخت.

مضرات فلوراید زیاد در منابع آب

خالدار شدن و بد شکل شدن دندان ها بخصوص در کودکان در اثر افزایش فلوراید که بصورت لکه دار شدن مینا (Mottled Enamel) یا فلوئوروزیس دندانی (Dental Fluorosis) ظاهر می شود، چندین سال است که تشخیص داده شده است. دلیل اساسی مبنی بر اینکه فلوراید باعث لکه دار شدن مینای دندان می شود در سال ۱۹۳۰ توسط چرچیل (churchill) از شرکت آلومینیوم آمریکا ارائه شد.

تاریخچه لکه دار شدن مینای دندان بر اثر فلوراید زیاد

شهر بوکسیت (Bauxite) واقع در ایالت آرکانزاس (Arkansas) یکی از جوامعی بود که فراوانی شیوع لکه دار شدن مینای دندان در میان مردم آن بالا گزارش شده بود.چرچیل از طریق آزمایش طیف سنجی (Spectrograpic) مقادیر زیادی یون فلوراید در منبع آب شهر بوکسیت یافت نمود.او با همکاری یک دندانپزشک مطالعاتی انجام داد. و با توجه به این مطالعات او نتیجه گیری کرد که میزان زیاد فلوراید در آب باعث لکه دار شدن مینای دندان می شود.اطلاعات آنها نشان داد لکه ظاهر نمی شود،مگر زمانی که غلظت یون فلوراید از ۱ میلیگرم در لیتر (mg/l) تجاوز نموده و میزان و شدت لکه دار شدن با افزایش میزان فلوراید زیاد می شود.

حذف فلوراید

پس از حصول نتیجه فوق تحقیقات جهت یافتن روش های فلوئور زدایی آغاز شد.مشخص گردید که با عبور آب از داخل محیط های مختلف فلوئور زدایی، نظیر تری کلسیم فسفات، زغال استخوان (Bone Char)، استخوان نرم شده (Bone Meal) و آلومینای فعال (activated Alomina) جداسازی فلوراید می تواند با ترکیبی از عمل تعویض و جذب سطحی یون (Sorption) صورت گیرد.

فلوراید همچنین طی سبک سازی آب از طریق ته نشینی ، هم زمان با هیدروکسید منیزیم، یا توسط انعقاد با آلوم؛ اما با کاربرد مقادیر نسبتا بالای آلوم قابل حذف می باشد.این روش ها امروزه در عمل به کار برده می شوند، اما تعداد تصفیه خانه های دارای تجهیزات فلوراید زدایی کم می باشد.

اهمیت کمبود فلوراید در منابع آب

در سال ۱۹۳۸ ، دین (Dean) اطلاعاتی را ارائه نمودکه نشان داد هنگامی که لکه دار شدن دندان ها رخ می دهد،پوسیدگی دندان (Dental Caries) کمتر شایع می شود.این یافته ها باعث شد که مطالعات گسترده ای در مورد پوسیدگی دندان و میزان فلوراید موجود در منابع آب در بسیاری از مناطق در ایالات متحده انجام شود.با توجه به مطالعات دین نتیجه ای که بدست امد این بود:

برای بهداشت دندان غلظت مطلوب فلوراید در منابع آب در حدود ۱mg/l (یک میلیگرم در لیتر) مناسب می باشد. در صورت کاهش غلظت آن از این مقدار، پوسیدگی دندان یک مشکل جدی می شود و برعکس در صورت افزایش آن ،فلوئوروزیس دندانی (Dental Fluorosis) مساله ساز خواهد شد.

در حال حاضر هوز هم نظرات ضد و نقیضی در مورد مضرات فلوراید و فلوراید زنی آب های آشامیدنی وجود دارد. و هنوز هم در بسیاری از کشورهای فلوراید زنی به آبهای آشامیدنی ادامه دارد.در حال حاضر آنچه که مسلم است ازدیاد فلوئور باعث فلوئوروزیس ، زایده های استخوانی در غلظت بالای ۵ میلیگرم و در غلظت ۱٫۵-۲ میلیگرم نیز باعث لکه دار شدن استخوان ها می شود. در حال حاضر توصیه میزان فلوئور در آب مقدار ۰٫۷ میلیگرم در لیتر برای تابستان و ۱٫۲ میلیگرم در لیتر برای فصل زمستان می باشد.

ترکیبات مورد استفاده برای فلوئور زنی

1. NaF (سدیم فلوراید)
2. CaF2 (کلسیم فلوراید)
3. HF (فلوئوریک اسید)
4. H2SiF6 (اسید هیدروفلوئور سیلیسیک)
5. Na2SiF6 (سدیم سیلیکو فلوراید)
6. NH4)2SiF6) (آمونیوم سیلیکو فلوراید)

تمام ترکیبات و یون های کمپلکس حاوی فلوئور ، تجزیه شده و یون فلوراید تولید می نمایند.

فلوراید سیدم

فلوراید سدیم نسبت به سایر ترکیبات پرکاربرد می باشد.این ترکیب بصورت پودر خشک بوده و دارای ۶۱% فلوئور می باشد. از نظر قیمت ، فلوراید سدیم گران ترین ترکیب نسبت به سایر ترکیبات می باشد.

اسید هیدروفلوئور سیلیسیک

این ترکیب بصورت مایع می باشد ، ماهیت اسیدی بالایی داشته و دارای درجه خلوص فلوئور ۷۹ درصد می باشد.

سدیم سیلیکو فلوراید

همانند فلوراید سدیم بصورت پورد خشک بوده و از نظر قیمت نیز بر خلاف سدیم فلوراید ارزانترین ترکیب می باشد. درجه خلوص فوئور سدیم سیلیکو فلوراید ۴۵% فلوئور می باشد.

بهترین مکان برای افزودن فلوئور یه آب در فرآیند تصفیه آب ، بعد از انعقاد و فیلتراسیون می باشد .

روش های اندازه گیری یون فلوراید

در حال حاضر چهار روش استاندارد برای اندازه گیری یون فلوراید وجود دارد. روش الکترود، دو روش رنگ سنجی و روش یون کروماتوگرافی. روش الکترود ساده ترین روش می باشد ، اما به یک pH متر با محدوده عملکرد گسترده و یک الکترود مخصوص نیاز دارد.

جمع بندی

به دلیل اهمیت بهداشتی فلوراید در منابع آبی که برای مصارف انسانی مورد استفاده قرار میگیرند، اندازه گیری یون فلوراید از اهمیت ویژه ای بر خوردار می باشد. در مناطقی که یون فلوراید زیاد باشد شاهد مضرات فلوراید خواهیم بود. همان طور که کمبود فلوراید می تواند عوارضی را داشته باشد ، ازدیاد آن نیز می تواند عواقب بدی ایجاد نماید.در حال حاضر حداکثر مجاز (MCL) فعلی فلوراید ۴ میلیگرم در لیتر برای حفاظت در برابر فلوئوروزیس اسکلتی فلج کننده (Crippling skeletal Fluorosis) می باشد . همچنین یک استاندارد ثانویه (غیر الزامی) ۲میلیگرم در لیتر برای حفاظت در برابر فلوئوروزیس دندانی ناخوشایند تعیین شده است. اندازه و طراحی واحدهای تصفیه آب جهت حذف فلوراید به میزان فلوراید موجود در آب دارد.

در برخی از کشور ها با آگاهی از مضرات فلوراید و خطرات ناشی از آن ، اقدام به حذف فلوئور از آب نموده  یا حداقل به رنج پایین تر از ۱ میلیگرم رسانده اند.