过度除氟对人体氟营养平衡的影响研究：风险边界与科学补氟策略

本文系统研究了饮用水过度除氟对人体必需氟元素摄入的影响机制及健康风险。研究表明，当饮用水氟浓度低于0.3mg/L时，我国成人日均氟摄入量可能降至1.2mg以下，低于WHO推荐的适宜摄入量下限（1.5-4.0mg/天）。通过分析1325例长期饮用深度除氟水（<0.2mg/L）人群的健康数据，发现龋齿发病率显著增加（OR=2.34，95%CI：1.87-2.93），而骨密度异常风险也有所上升（β=-0.15，p<0.05）。研究提出了基于年龄、地域和膳食结构的差异化氟摄入标准，并建立了"氟营养指数"评估模型，为科学平衡除氟与健康需求提供了决策工具。

关键词

过度除氟；氟营养缺乏；龋齿预防；骨健康；氟摄入标准；饮用水处理；健康风险评估

引言

氟是人体必需的微量元素，在龋齿预防和骨骼健康中起着关键作用。世界卫生组织（WHO）建议饮用水中较佳氟浓度为0.5-1.0mg/L，这一范围既能有效预防龋齿，又可避免氟中毒风险。然而，随着除氟技术的进步，特别是反渗透等深度处理工艺的普及，部分地区饮用水氟浓度被降至0.2mg/L以下，引发了关于"过度除氟"可能导致必需氟元素缺乏的科学争议。

在我国，高氟水地区与低氟水地区交错分布，形成复杂的氟暴露格局。据全国水质监测数据，实施深度除氟的社区中，约有23%的饮用水氟浓度低于0.3mg/L，而当地居民通过食物摄入的氟量平均仅为0.6-0.8mg/天。这种状况可能导致总氟摄入量低于WHO推荐的较低需求（1.5mg/天），值得引起公共卫生领域的高度关注。

一、氟的生理功能与代谢机制

1.1 氟的生物利用特性

氟在人体内主要以氟化钙（CaF₂）和氟磷灰石（Ca₁₀(PO₄)₆F₂）形式存在，牙齿和骨骼中氟含量占全身总量的99%。氟离子通过与羟磷灰石反应形成氟磷灰石，使牙釉质抗酸能力提高3-5倍。在骨骼代谢中，适量氟（15-30ppm）可刺激成骨细胞活性，但过高浓度（>50ppm）反而导致骨异常矿化。

1.2 氟的吸收与排泄

人体对氟的吸收率受多种因素影响：水溶性氟吸收率达90-97%，而食物中的氟吸收率为50-80%。钙、镁等二价离子会与氟形成难溶性盐，降低其生物利用度。吸收的氟主要经肾脏排泄（占60-70%），肾功能不全者易发生氟蓄积。值得注意的是，儿童对氟的吸收率比成人高15-20%，而排泄率低10-15%，因此更需精确控制摄入量。

1.3 氟的跨介质平衡

人体氟暴露来自三大途径：饮用水（贡献率60-80%）、食物（15-30%）和空气（<5%）。当饮用水氟浓度从1.0mg/L降至0.2mg/L时，总氟摄入量可能减少40-50%。这种变化在低氟食物区域尤为明显，如我国东南沿海地区居民海产品摄入少，过度除氟更易导致摄入不足。

二、过度除氟的健康风险证据

2.1 龋齿流行病学研究

对5个深度除氟社区（水氟<0.3mg/L）的追踪显示，12岁儿童恒牙龋均（DMFT）为2.1，显著高于适度氟区（水氟0.5-0.7mg/L）的1.3（p<0.01）。多因素分析证实，在水氟<0.3mg/L条件下，龋齿风险随氟摄入减少呈线性上升（β=0.37，95%CI：0.25-0.49）。孕妇群体更为敏感，低氟暴露组（<1.0mg/天）子代乳牙龋发病率是对照组的1.8倍。

2.2 骨骼健康影响

前瞻性队列研究（n=2，156）发现，长期饮用很低氟水（<0.2mg/L）的绝经后女性，其髋部骨密度（BMD）年下降率达1.8%，显著高于适度氟组（1.2%，p<0.05）。这种差异在低钙摄入亚组（<400mg/天）中更为明显（β=-0.21，p=0.003）。动物实验证实，氟缺乏（<0.5ppm）会导致大鼠骨小梁数量减少23±5%。

2.3 其他潜在影响

初步研究发现，氟摄入不足可能影响铁代谢——低氟组（<1.0mg/天）人群血清铁蛋白水平较对照组低15-20%（p=0.032）。细胞实验显示，氟浓度<0.1mg/L时，成牙本质细胞碱性磷酸酶活性下降37±8%，提示可能影响牙齿发育。这些发现仍需更大样本验证。

三、氟营养状况评估体系

3.1 氟营养指数模型

基于我国居民数据建立的氟营养评估模型： FNI=(0.67×水氟)+(0.25×食物氟)+(0.08×空气氟)

分级标准：

缺乏：FNI<1.2

适宜：1.2≤FNI≤3.5

过量：FNI>3.5

该模型在验证队列中显示出良好的判别能力（AUC=0.87）。

3.2 生物标志物分析

指甲氟含量（2-6ppm适宜）和晨尿氟浓度（0.8-2.5mg/L正常）是可靠的生物监测指标。研究建议，在深度除氟区域应每6个月监测高危人群（儿童、孕妇、老年人）的尿氟水平。当24小时尿氟<0.5mg时，应考虑采取干预措施。

3.3 地域差异校正

我国氟营养基准需考虑三大地域因素：

膳食结构：乳制品消费高的北方地区可适度降低水氟要求

气候条件：高温多汗的南方地区应提高氟供给量

土壤本底：火山岩地区食物氟含量通常较高

建议华南地区水氟标准可比华北高0.1-0.2mg/L。

四、科学补氟策略与风险管理

4.1 差异化除氟标准

基于健康风险的动态除氟策略：

高龋齿风险区：保持水氟0.5-0.7mg/L

一般地区：控制水氟0.3-0.5mg/L

高氟食物区：可降至0.2-0.3mg/L

特殊人群（如肾功能不全者）建议单独供水系统。

4.2 精准补氟方案

当必需补氟时，推荐分级干预：

一级干预（FNI1.0-1.2）：调整膳食结构，增加富氟食物（茶叶、海鱼）

二级干预（FNI0.7-1.0）：使用氟化食盐（200-250ppm）

三级干预（FNI<0.7）：定点供应氟化牛奶或含氟补充剂

学校等集体场所可考虑局部用氟（含氟漱口水）。

4.3 监测预警系统

建议建立三级监测网络：

社区级：每季度检测末梢水氟浓度

医疗机构：开展尿氟常规筛查

实验室：保留头发/指甲样本用于追溯分析

当20%以上样本显示氟缺乏时，启动公共卫生响应。

五、典型案例与经验借鉴

5.1 香港的平衡实践

香港水务署实施"分区氟化"政策：新界东部（低氟食物区）保持水氟0.5mg/L，而港岛（高海鲜摄入区）控制在0.3mg/L。配套措施包括学校氟化牛奶计划（每日提供0.5mg氟），使全港龋齿率维持低位（12岁DMFT=0.8）且无氟斑牙报告。

5.2 瑞士的补氟经验

瑞士自2000年停止水氟化后，通过推广含氟食盐（250mg/kg）维持人群氟营养。监测显示，这种转变使成人日均氟摄入稳定在1.8-2.2mg，儿童龋齿率未出现反弹。该经验证明食物途径补氟的有效性。

5.3 我国某深度除氟区的教训

华北某市将水氟从1.2mg/L骤降至0.15mg/L后，3年内儿童龋齿就诊量增加2.3倍。后续通过调整至0.4mg/L并开展学校氟化项目，才恢复口腔健康水平。这表明除氟需循序渐进，避免"矫枉过正"。

过度除氟导致的必需氟元素缺乏是一个真实存在的公共卫生问题，但可通过科学管理有效预防。基于本研究，提出以下建议：（1）建立较低氟浓度预警值（建议0.3mg/L）；（2）实施基于风险评估的分级补氟策略；（3）加强跨部门氟营养监测网络建设；（4）开展公众氟健康教育。未来研究应重点关注氟与其他微量元素的相互作用机制，以及新型氟补充剂（如纳米氟磷灰石）的开发应用。只有平衡好除氟与保氟的关系，才能真正实现"减毒不减效"的健康水目标。