1.氟元素基本信息
氟元素符號是F。原子序數為9,位於元素周期表中第二周期,第ⅦA族。相對原子質量為19.00,密度1.69克/升,熔點-219.62℃,沸點-188.14℃。它是鹵族元素之一。氟的發現史是一篇悲劇的記錄。18世紀初,馬格拉夫發現氫氟酸以後,安培和戴維就已證明,鹽酸和氫氟酸是兩種不同的化合物,後一種化合物中有氟。但是這種元素反應特別強,人們無法分離出遊離態的氟。不少科學家為製取單質氟而不懈努力,很多人在實驗中中毒,有的科學家甚至犧牲了自己的生命。曆時100多年後,終於在1886年6月26日由法國化學家亨利·墨森(H。Moissan)通過實驗分離出純態氟,並在1906年獲諾貝爾化學獎。氟是一種淺黃色氣體,其分子中有兩個原子。不過由於氟太活潑,在自然界很難以雙原子分子的形式存在。相當大數量的氟,存在於螢石或氟化鈣(亦稱氟石)及冰晶石等礦物中。氟是人體中必需的一種微量元素,在適宜而安全的範圍內,對預防齲病的作用已經得到證實。
2.氟元素在人體內的分布情況
氟是人體必需的微量元素,正常成人體內約含2.6克,占人體內微量元素的第三位,人體中幾乎所有的各種器官和組織中都含有氟,骨骼(牙釉質中含量最多)、指甲、毛發中,大約含有96%,在骨骼中,正在處於生長的骨骼中含氟量最高。男性骨骼中氟含量高於女性,且隨年齡增長而升高。人的內髒、軟組織、血漿中含氟量較低。
氟是以氣體、蒸氣、無機化合物或粉塵的形式在空氣中存在,主要有3個途徑進入人體:一是從消化道進入,主要通過飲用水、飲食進入機體;二是從呼吸道進入,主要通過呼吸將遊離的氟吸入機體;三是從皮膚進入,主要通過滲透作用進入機體。腸、胃是氟吸收的主要部位。從腸、胃吸收的氟能很快進入血液,其中約有75%與白蛋白結合,一小部分以氟化物的形式參與運輸,並很快進入組織、唾液、腎髒裏,大量聚集在骨骼及牙齒內。影響氟吸收量的因素主要是含氟量,其次為氟的存在形式。溶解度高的氟化鈉最易吸收,氟化鈣較差。
氟的排泄主要從腎髒由尿排出,糞便、乳汁、汗液也有少量排出。每天攝入的氟約有50%通過腎髒清除,食物中吸收氟一般75%~90%,剩下的10%~25%則由糞便排出。
3.氟元素對人體健康的作用
(1)氟對骨骼的影響:氟是生物的鈣化作用所必需的物質。適量氟有利於鈣和磷的利用及在骨骼中沉積,加速骨骼的形成,增加骨骼的硬度,並降低硫化物的溶解度,對骨骼被吸收起抑製作用。因此,氟對兒童的生長發育有促進作用,對老年人骨質疏鬆症起有益作用。氟吸收過量會引起動物骨骼疏鬆,使人群發生氟骨症。
(2)氟對牙齒的影響:氟是牙齒的組成部分,氟能被牙釉質中的羥磷灰石吸附,形成堅硬的氟磷灰石保護層,這一保護層能抵抗酸性腐蝕,並能抑製嗜酸細菌的活性,以及對抗某些酶對牙齒的損害,從而防治齲齒的發生。使用氟化水或含氟牙膏,可使齲齒發病率降低50%~70%。氟吸收過量對牙齒造成損害,產生氟斑牙和牙缺損。
(3)氟與其他元素:氟與鈣和磷有協同作用,氟是生物的鈣化作用所必需的物質,適量氟、鈣和磷有利於骨骼生長發育。氟能促進腸道對鐵的吸收,有利於防治貧血。氟過量也能影響鈣和磷代謝,引起骨密度增加,對骨骼有脫鈣作用。
4.缺氟引起的相關疾病
(1)缺氟會引起齲齒:齲齒是牙齒硬組織的一種慢性疾病,是牙齒在外界因素的影響下,牙釉質、牙本質甚至牙骨質發生進行性破壞所致。這種疾病分布很廣,是人類最常見的疾病。出現牙齒缺損、疼痛,甚至破壞咀嚼器官的完整性,並能引起牙槽及頜骨的炎症,甚至影響全身健康。氟在機體含量極微,但對體內硬組織,特別是牙齒有很重要影響。環境氟化物與齲齒有密切關係,美國調查兩個城鎮學校齲齒患病率為7.9%,與城鎮飲水含氟低有關。經流行病學調查結果證實,飲水含氟1毫克/升時,對牙齒健康有益,用氟溶液和氟牙膏可以防治齲齒。
(2)缺氟會導致骨質疏鬆症:適量的氟有助於鈣、磷的正常代謝,促進骨骼生長,增強骨骼的強度,預防骨質疏鬆症。老年人缺氟時,鈣、磷的利用受到影響,可導致骨質疏鬆,增加骨折的發病率。對骨質疏鬆患者,服用適量的氟化鈉,會使病症減輕。
(3)缺氟與其他疾病:氟能促進腸道對鐵的吸收,缺氟會引起機體造血功能障礙,導致缺鐵性貧血。缺氟可能影響生殖功能、傷口愈合;經調查發現,氟缺乏地區易發生動脈硬化,導致冠心病。
5.高氟對人體健康的危害
經實驗與臨床研究認為,氟是高毒性物質,環境中含有微量濃度的氟就能抑製骨骼、牙齒、心血管、腎髒、甲狀腺、皮膚、神經係統等器官和組織中酶的活性。