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中國科學院地球化學研究所鄭寶山
近來，世界衛(wèi)生組織，國際牙醫(yī)聯(lián)盟，國際國際牙科研究會聯(lián)合中國口腔醫(yī)學會在北京召開了“中國和東南亞地區(qū)應用氟化物促進口腔健康研討會”，含氟牙膏再次成為輿論關(guān)注的焦點。此事與千千萬萬公眾的口腔健康密切相關(guān)，作為一位長期從事氟與健康關(guān)系研究的環(huán)境地球化學工作者，有必要解釋說明相關(guān)的事實，澄清一些被模糊的認識。
一、世界上沒有絕對有害的物質(zhì)，也沒有絕對有益的物質(zhì)。
當我們討論某種物質(zhì)與健康和疾病的關(guān)系的時候，核心的問題是劑量和形態(tài)。
氟是一種毒物，過量對人有害；在一定劑量范圍內(nèi)，氟又是有益的。帕拉切爾蘇斯（Paracelsus (1493–1541)）是15世紀末出生在瑞士的一位醫(yī)生也是煉金術(shù)士，他說過一句話，“All substances are poisons; there is none
which is not a poison. The right dose differentiates a poison and a remedy.”這句話的意思是：“所有的物質(zhì)都是毒藥，所有物質(zhì)都不是毒藥，唯一的區(qū)別是它們的劑量�！�
由于分析技術(shù)的發(fā)展，我們幾乎可以從一杯水中檢測出地球上所有的化學元素，不僅包括氟，也包括鉛、汞、砷、鈾這些更毒的元素；我們也可以在幾乎所有的食品中檢測出有機磷、六六六、二惡英，只是在絕大多數(shù)情況下，它們的含量達不到對我們的健康造成危害的程度。另一方面，即使是那些構(gòu)成我們生命和生存基礎的物質(zhì)，如果超過我們機體需要的量，也是對我們有害的。英國一個兒童曾經(jīng)一次飲水11升，由于血液被急劇稀釋而死亡；呼吸純氧會發(fā)生氧中毒，長期進食過多會導致肥胖癥，短時間內(nèi)過量進食可以把人撐死。脫離開劑量討論某
一種物質(zhì)有毒無毒，有害無害是沒有意義的。
“含氟牙膏”、“無氟牙膏”的名字實際上都是不確切的，所有的牙膏都含氟，只有多少的區(qū)別，有意加入和自然含有的差別。在本文中我們?nèi)匀皇褂眠@兩個詞，但使用的是他們約定俗成的含義，即“含氟牙膏”是為了抵御齲齒的危害而人為在牙膏中添加了氟化物的牙膏，沒有這樣做的牙膏稱為“無氟牙膏”。如果生產(chǎn)“無氟牙膏”時使用的原料中，天然含有較高的氟，那時所謂的“無氟牙膏”可能含氟比“含氟牙膏”還要高。
形態(tài)也是非常關(guān)鍵的因素。電解制備出的氣態(tài)元素氟和氣體氟化氫非常活潑，可以與幾乎任何物質(zhì)起化學反應，當然也是非常危險的。當氟與鈉、硅、鈣、磷結(jié)合形成氟化鈉、氟硅酸鈉、磷灰石時，它們是相當穩(wěn)定的，毒性或?qū)θ私】档耐{就大大降低。氟與碳和氫結(jié)合形成的聚四氟乙烯則是一種最穩(wěn)定的有機化合物，可以制成化學分析用的器皿，任何強烈的有機、無機酸都不能腐蝕它。烹飪的不沾鍋表面涂層也是這一類的物質(zhì)。這種形態(tài)的氟即使進入人體也不會被人體吸收，因此基本上是無毒的。
總之，在我們討論氟與健康的關(guān)系時，只有那些在我們的日常生活中接觸的劑量范圍內(nèi)的，能夠進入人體并為人體所吸收的氟才有意義。
二、 氟與健康關(guān)系的基本數(shù)據(jù)
地殼中所有的化學元素中，氟的含量占第十四位，是含量最高的微量元素之一，氟在地球上無處不在。
地殼平均含氟625（毫克/千克），土壤平均含氟500（毫克/千克），一般植物全株含氟5-20（毫克/千克），天然富氟植物50-5000（毫克/千克）河水含氟0.01-10.0（毫克/升），地下水含氟0.1-30（毫克/升），海水含氟1.3（毫克/升）。清潔區(qū)大氣含氟0.1-0.5（微克/立方米），氟污染區(qū)大氣含氟0.5-2.0（微克/立方米）。糧食含氟0.2-0.8（毫克/千克），綠色蔬菜含氟5-20（毫克/千克干重）。牛奶含氟約（0.3毫克/升），肉食品（不含骨的）含氟1-5（毫克/千克干重）。
目前我國含氟牙膏氟含量的國家標準為總氟400-1500（毫克/千克），游離氟不低于400毫克/千克）。2005年中國牙膏的產(chǎn)量為52.8億支（按每支65克計算），目前城市約85%的人口刷牙，農(nóng)村50%的人口刷牙，按此計算，平均每人每年用4.5支牙膏，平均每人每天約消費0.8克牙膏（包括成人和兒童）。
氟與健康關(guān)系數(shù)據(jù)：
短時間攝入大量氟化物的急性中毒情況：
以氟化鈉的形態(tài)經(jīng)口腔攝入的“肯定致死劑量”為成人每日口服5-10克，折合成氟為2.24-4.48克。氟的“可能中毒劑量”為5毫克氟/千克體重。氟的“安全耐受劑量”估計為3-5毫克/千克體重。
“肯定致死劑量”的概念是每天攝入這一劑量氟的人都會死亡。
“可能中毒劑量”的概念是可能引起中毒癥狀和體征（包括致死），以及應立即進行治療性干預和住院治療的最低劑量，相當于“最小致死量”。
“安全耐受劑量”的概念是不會出現(xiàn)死亡的最大劑量。
按照成人體重為70千克，兒童體重為20千克對上述數(shù)據(jù)進行處理，得到以下結(jié)果：
對于以可溶鹽的形態(tài)從口腔攝入的氟來說：
成人的肯定致死劑量為每天：2.24-4.48克，兒童為0.64-1.28克。
成人的可能中毒劑量為：0.35克，兒童為0.1克。
成人的安全耐受劑量為：0.15-0.35克，兒童為0.06-0.10克。
長時間攝入少量氟化物的慢性中毒情況：
在我國，除去中國西南的燃煤污染型和高氟磚茶型氟中毒病區(qū)以外，飲水是城鄉(xiāng)居民攝入氟的主要途徑，從食品和空氣攝入的氟較少，而且除工業(yè)氟污染地區(qū)外，不同地區(qū)的差別很小。
飲水氟含量小于0.5毫克/升，總攝氟量低于1.5（毫克/日），在其他條件相同的情況下，水氟越低，齲齒的患病率越高。
飲水氟含量在0.5-1.0毫克/升之間，或總攝氟量在1.5-4.0（毫克/日）之間，齲齒患病率最低。
6歲以前飲水含氟量一直為1.0毫克/升，成年后恒牙氟斑牙的患病率約30%，但多為輕度，一般沒有缺損型氟斑牙。
6歲以前飲水含氟量在1.0-2.0毫克/升之間，氟的含量越高，成年后恒牙氟斑牙的患病率越高。
6歲以前飲水含氟量一直為2.0毫克/升，成年后恒牙氟斑牙的患病率接近100%，出現(xiàn)缺損型的氟斑牙。
6歲以前飲水含氟量在2.0-4.0毫克/升之間，氟的含量越高，成年后恒牙缺損型氟斑牙的患病率越高，同時與氟斑牙共生的齲齒患病率也升高。少數(shù)居民患輕度氟骨癥，但基本不影響生活與勞動。
長期飲水氟含量大于4.0毫克/升的人，無論兒童或成人都有可能患氟骨癥，病情隨飲水氟濃度的升高而越來越嚴重。
長期飲水氟含量大于7.0毫克/升時，在兒童和成人中會出現(xiàn)殘廢型氟骨癥病人，病情隨飲水氟濃度的升高而越來越嚴重。
氣候干熱地區(qū)，由于飲水量大，同樣水氟濃度會造成更大的危害。
6歲以后才有高氟暴露的人，不會發(fā)生氟斑牙，但會有齲齒，也會患氟骨癥。
6歲以前兒童的牙齒對氟的危害最為敏感。在這一期間，氟的攝入量如果適當，既不會導致氟斑牙，也使生長中的恒牙具有對齲齒更好的抵御能力。
除氟對牙齒和骨骼的危害以外的各種危害，無論是實際調(diào)查結(jié)果，動物實驗結(jié)果，或在實驗室內(nèi)進行細胞毒理實驗的結(jié)果，都是在遠遠高于飲水加氟和使用含氟牙膏的劑量的條件下的結(jié)果，不能作為置疑飲水加氟和含氟牙膏的依據(jù)。
上述數(shù)據(jù)和事實是科學界長期工作的結(jié)果，是被學術(shù)界所公認的，也是我們討論問題的基礎。反對飲水加氟和反對使用含氟牙膏的人，只有用確切的數(shù)據(jù)否定了上面的事實，它們的主張才有實際意義。
三、 中國城市居民飲水的氟濃度
我們對中國34個特大、大、中、小城市供水水的氟濃度進行了實際測定。結(jié)果見表一。73.53%的城市供水氟濃度低于0.30毫克/升, 90%以上的城市供水氟濃度低于0.50毫克/升。沒有城市飲水氟濃度高于1.0毫克/升。對比之下，美國52%的人飲水氟濃度在0.70-1.2毫克/升之間。中國城市居民氟的攝入量明顯低于適宜的氟濃度，更明顯低于美國居民。
對這些城市飲水氟含量與齲齒患病率的關(guān)系進行研究發(fā)現(xiàn)，氟含量越高，齲齒的患病率越低。在調(diào)查的城市中，只有上海和四川內(nèi)江的水氟濃度超過了0.50毫克/升，而這兩個城市齲齒的患病率恰恰是最低的。
表一.我國部分城市和地區(qū)供水水氟含量（毫克/升）
城市 供水水氟含量 城市 供水水氟含量
北京 0.225 天水 0.101
天津 0.335 嘉峪關(guān) 0.107
上海 0.667 沈陽 0.050
廣州 0.034 大連 0.300
珠海 0.373 朝陽 0.400
韶關(guān) ＜0.01 昆明 0.105
武漢 0.222 易門 0.020
咸寧 0.089 大理 0.104
襄樊 0.107 南昌 0.178
成都 0.190 海口 0.075
內(nèi)江 0.570 太原 0.206
都江堰 0.140 西安 0.117
濟南 0.340 長春 0.114
青島 0.448 烏魯木齊 0.112
臨沂 0.200 泉州 0.107
杭州 0.178 銀川 0.296
蘭州 0.064 滄州 0.465
四、 中國氟中毒地區(qū)居民氟的攝入狀況與含氟牙膏使用的安全性
生活在地方性氟中毒地區(qū)的大多數(shù)人也需要含氟牙膏。
首先應當明確地方性氟中毒地區(qū)或氟病區(qū)的概念。從字面上很容易理解為在地方性氟中毒地區(qū)或氟病區(qū)內(nèi)每個人氟的攝入量都很高，每個人都是氟中毒病人，這種理解是錯誤的。
地方性氟中毒是一種地球化學性疾病，它是當?shù)鼐用駨沫h(huán)境攝入過高的氟引起的。但是不是生活在病區(qū)的每個人都攝入過多的氟？在飲水型氟病區(qū)，即使在一個自然村內(nèi)，不同水井的水氟含量也是不同的。相當多的情況下，只是部分水井的氟濃度超過標準對人有害。生物疫源型疾病則不同，受到感染的人往往很多，而真正發(fā)病的人很少。當采取干預措施時，對生物疫源性疾病流行地區(qū)，干預措施必須施加于病區(qū)全體居民。而在地球化學性疾病病區(qū)，只需要對那些真正攝入過多有害物質(zhì)的人采取干預措施。
按照國家地方性氟中毒病區(qū)劃分標準，在飲水型氟病區(qū)，當?shù)爻錾L的8-12周歲兒童氟斑牙患病率高于30%，水氟含量高于1.0毫克/升，或人日總攝氟量超過3.5毫克即為氟中毒病區(qū)。一個縣里只要有一個村是病區(qū)，這個縣就是氟中毒病區(qū)縣，這個省也就成了氟病區(qū)。正是按這樣的病區(qū)劃分標準，中國除上海外，所有的省和直轄市都可以被稱為氟病區(qū)。一個縣里有一個村8-12周歲兒童氟斑牙患病率高于30%，這個縣就是病區(qū)縣，它的全部人口也就成了病區(qū)人口。按照這樣的統(tǒng)計辦法，2000年中國氟中毒病區(qū)縣人口總數(shù)為6.26億人，但按村人口數(shù)統(tǒng)計就減少到1.12億人，按照兒童氟斑牙發(fā)病率推算出的氟中毒病人數(shù)則為0.4066億人。
例如，北京市有10個縣是氟中毒病區(qū)縣，人口總數(shù)是640.84萬；但是病區(qū)村只有261個，病區(qū)村的人口是27.86萬；至于具體到患氟斑牙的人數(shù)則為33623人。也就是說盡管北京市也是氟中毒病區(qū)，但在北京氟病區(qū)的人口中，有95.65%的人實際生活在非病區(qū)，可以采取飲水加氟或使用含氟牙膏的辦法，提高他們牙齒抵
御齲齒的能力。
其余4.35%的人生活在有氟中毒病人的村子里，但只有0.48%的人因氟的攝入量過多發(fā)生了氟中毒。由于水氟含量達到1.0毫克/升時就會有30%的人患氟斑牙，因此即使在氟中毒病村內(nèi)，也不是所有的人氟的攝入量都達到了中毒的水平。對比4.35%和0.48%這兩個數(shù)字，可以認為在北京的氟病區(qū)大約只有7萬人，即大約
1%的人攝氟量超過了安全水平。
在這7萬人中，有3.3萬人已經(jīng)發(fā)生氟斑牙，再增加一點含氟牙膏的氟，既不會對已有的氟斑牙產(chǎn)生影響，也因其量太小，不可能導致氟骨癥。
對于另外的3萬多人，凡是年齡在6歲以上的，由于恒牙的造釉細胞鈣化過程已經(jīng)完成，因此即使攝入過多的氟也已不能導致氟斑牙。
最后真正敏感可能受害的只是在這3萬多人中年齡小于6歲的孩子。
在這些孩子中的一半由于年齡小于3歲，還沒有開始刷牙，因此含氟牙膏也不會對他們的造成危害。
最后剩下的是高氟攝入水平下3-6歲的兒童。按照目前的人口出生率計算，這部分孩子的人數(shù)約為1000人。
這些孩子的飲用水含氟在1.0毫克/升以上，如果可以按照成人每天飲水2-2.5升，兒童飲水1.0升計算，兒童從食品等渠道攝入氟0.5毫克計算，在自然狀況下，他們的每日氟攝入量至少為1.5毫克。
根據(jù)對兒童使用牙膏量的實際調(diào)查，3-6歲兒童每次刷牙的牙膏用量為0.2±0.1克，吞咽量為0.004-0.21克/次，平均為0.05±0.04克/次。吞咽比為2-95%，平均26%。
按照含氟牙膏的國家標準，總氟不超過1500毫克計算，3-6歲兒童每天用含氟最高的含氟牙膏刷2次牙，平均吞咽下去的氟為0.15±0.12毫克/天。比起他們在自然狀況下每人每日至少1.5毫克的氟攝入來說，增加的氟攝入量不到10%，它們在增加氟斑牙的風險上的作用幾乎是可以忽略不記的，除非你認為這是壓斷駱駝背的最后一根稻草。
因此在北京10個病區(qū)縣的640萬人氟中毒病區(qū)人口中，613萬人完全不存在氟攝入過多的問題，即使在27萬多氟中毒病村人口中，也有約20萬人氟的攝入量不高，含氟牙膏可以安全有效地使用。在余下的7萬人中，有3.3萬人已經(jīng)發(fā)生氟中毒，含氟牙膏不會加深他們的病情，他們也不需要含氟牙膏的防齲作用。在余下的3萬多人中，只有約1000個3-6歲的已經(jīng)有高氟攝入的兒童是對含氟牙膏敏感的，但即使對他們，增加的氟攝入量最多也不超過他們自然狀態(tài)下攝入量的10%。
即640萬病區(qū)人口中，對633萬人有益無害，對6.9萬人無益無害，僅約1000名3-6歲兒童敏感，增加的氟攝入量最多不超過自然攝入量的10%。
進一步分析這個問題，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，大批農(nóng)民由農(nóng)村進入城市生活，他們的孩子也出生在城市，成長在城市，已經(jīng)沒有機會接觸農(nóng)村的高氟水。無論是政府投入巨大力量進行的農(nóng)村改水工程還是農(nóng)民自發(fā)建立的集中供水設施，全都優(yōu)先設立在有高氟水的村莊，新建工程的水源必須經(jīng)過檢驗證明是安全的。隨著生活水平的提高，飲用飲料和礦泉水、純凈水的人也越來越多。所有這些因素使得在年輕一代中，氟中毒的危害已經(jīng)大大減輕�，F(xiàn)在仍留在統(tǒng)計表上的3萬多氟斑牙病人，反映的是過去時代氟危害的結(jié)果，已經(jīng)與現(xiàn)實的危害有很大的距離。
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