Fluoride in the environment and its metabolism in humans.

The presence of environmental fluoride and its impact on human health is well documented. When consumed in adequate quantity, fluoride prevents dental caries, assists in the formation of dental enamels, and prevents deficiencies in bone mineralization. At excessive exposure levels, ingestion of fluoride causes dental fluorosis skeletal fluorosis, and manifestations such as gastrointestinal, neurological, and urinary problems. The distribution of fluoride in the environment is uneven and largely is believed to derive from geogenic causes. The natural sources of fluoride are fluorite, fluorapatite, and cryolite, whereas anthropogenic sources include coal burning, oil refining, steel production, brick-making industries, and phosphatic fertilizer plants, among others. Among the various sources of fluoride in the environment, those of anthropogenic origin have occasionally been considered to be major ones. The gourndwater is more susceptible to fluoride accumulation and contamination than are other environmental media, primarily because of its contact with geological substrates underneath. The high fluoride concentration in water usually reflects the solubility of fluoride (CaF₂). High concentrations are also often associated with soft, alkaline, and calcium-deficient waters. The fluoride compounds that occur naturally in drinking water are almost totally bioavailable (90%) and are completely absorbed from the gastrointestinal tract. As a result, drinking water is considered to be the potential source of fluoride that causes fluorosis. Because the bioavailability of fluoride is generally reduced in humans when consumed with milk or a calcium-rich diet, it is highly recommended that the inhabitants of fluoride-contaminated areas should incorporate calcium-rich foods in their routine diet. Guidelines for limiting the fluoride intake from drinking water have been postulated by various authorities. Such limits are designed to protect public health and should reflect all fluoride intake sources, including dietary fluoride. The toxicological risks posed by fluoride could be better understood if epidemiological surveillance for dental and skeletal fluorosis would be systematically conducted in fluoride-affected areas. Such input would greatly improve understanding of the human dose-response relationship. Such surveillance of potentially high fluoride areas is also important because it would help to delineate, much earlier, the remedial measures that are appropriate for those areas.

 불소는 어째서 환경문제인가

  가 스미스

이 글은 미국의 세계적 환경단체 Earth Island Institute가 발행하는 격월간 잡지 Earth Island Journal의 1998년 여름호 특별 리포트 <불소와 환경>의 머리말이다. 필자 가 스미스(Gar Smith)는 이 잡지의 편집자이다.

불소오염 - 물, 공기, 식품

  "불화물은 잠재적으로 상당히 큰 생태적 손상을 일으킬 수 있는 오염물질이다"라고 에드워드 그로스 3세는 《환경》지 1975년 4-5월호의 한 논문에서 경고하였다. 1960년대 말에 이르러, 환경청(EPA)은 알루미늄 제련소, 인산 비료 공정, 석탄연소, 강철, 벽돌 및 유리 제조과정으로부터 매년 155,000톤의 불화물(불화수소로 추정된)이 대기중으로 투입되고 있다고 추산했다.

  몇몇 유형의 침엽수 삼림들은 1ppb 이하의 불소농도에서도 손상을 입기 쉽다. 불화물은 분해되지 않으므로 서서히 환경속에 축적된다. 1971년에 이미 국립연구위원회(NRC)는 미국의 산업체들로부터 나오는 불소오염(1ppb만큼 저농도에서)으로 식물들이 심각한 상해를 입으며, 배출지점에서 20마일 떨어진 곳의 가축들에 위협을 가하고 있음을 경고했다. 가축들이 먹고 있던 풀의 일부에는 주위 대기중에 들어있는 불소보다 2만배나 많은 불소가 들어있음이 발견되었다.

  1971년에 행해진 국립공원관리국(National Park Service)의 한 연구는 '아나콘다' 알루미늄 제련소와 인산비료 공장으로부터 바람이 불어오는 지역에서 소나무, 전나무, 풀들, 관목, 약초 및 건초에서 불소농도가 과다한 수준으로 축적되어 있음을 발견하였다. 꿀벌은 곤충들 가운데서 가장 높은 불소농도를 지니고 있었다. 새들에서 얼룩 다람쥐를 거쳐 보다 큰 포유 맹수들에 이르기까지 야생돌물은 13,333ppm에 달할 만큼 높은 농도의 불소를 갖고 있었다.

  30 내지 40ppm의 불소를 함유한 풀을 먹으면 소들은 중독될 수 있다. 쌍각류 조개, 굴, 게, 작은 새우, 참새우 등은 수중의 불소오염으로 죽었다.

  그로스는 어떤 식물들은, 《플루오라이드 계간 리포트》가 "알려진 가장 독성이 강한 물질에 속한다"라고 한 불화아세테이트와 같은 유기 불화물을 합성할 수 있음을 주목하였다. 유기불소의 잔류물들이 콩, 상추, 차 및 오트밀에서 발견되었다.

  불화아세테이트나트륨(치명적인 쥐약으로 판매되고 있다)은 공기를 통해 곡물을 오염시킨다. 그로스는 "우리의 자연적인 식품 그물조직에 유기불화물이 광범위하게 쌓여가는 것"은 심각한 생태적 손상의 위험을 제기한다고 말하였다.

  그로스는 또한 "불화물은 다른 환경오염물질들과 반응하면서 상승작용을 일으켜 하나의 오염물질이 단독으로 작용할 때보다 훨씬 더 큰 영향을 미친다"는 것을 주목하였다. 이 상승작용은 불소와 구리, 공기중의 불화수소와 이산화황 사이에 일어난다는 것이 증명되었다.

  1억 인구를 위한 식수를 불소화한다는 것은 매년 약 20,000톤의 불화물이 급수장으로 투기(투기)된다는 것을 의미한다. 섭취된 불화물의 약 절반이 인간의 치아와 뼈에 저장된다. 나머지는 각 가정의 화장실을 통하여 환경 속으로 들어간다.

  캘리포니아주 56개 도시의 하수 속의 불소농도에 관해 1964년에 행해진  한 연구는 "가정에서 나오는 하수오물에 물에 천연적으로 발생하거나 치아건강을 위해 인위적으로 첨가되는 것보다 훨씬 더 많은 불소가 포함되어 있음을 증명하였다"고 그로스는 보고하였다.

  그 연구에 의하면, 불소화되어 있지 않은 도시의 주민들조차도 그들의 식품이나 청량음료를 통해 과다한 불소를 소비하는 나머지 그들은 하수도를 통해 강물로 상당한 양의 불소를 흘러내려보내고 있었다.

  "알려지지 않은 오염물질"

  《국제 환경학지(International Journal of Environmental Studies)》에 실린 1973년의 한 보고서에서 엘리제 제라드와 J. B. 패트릭은 불소를 "너무나 알려지지 않은 오염물질"이기에 대통령 과학자문위원회가 언젠가 "가장 높은 우선순위"의 오염물질로 분류했음을 지적하였다.

  "지난 30년간 화석연료의 연소과정으로부터 -- 그리고, 50종류 이상의 주요 산업으로부터 -- 배출되어온 불소는 공기중의 오염을 계속적으로 증가시켜왔다"고 제라드/패트릭은 썼다. "눈에 보이지 않지만 강력한 독성을 가진 이 배출물은 개스의 형태든 입자의 형태든 비와 흙과 식물과 동물의 지표수를 … 직접적으로 또는 인간과의 상호작용을 통해서 오염시킨다"

  제라드/패트릭의 보고에 의하면, 플로리다의 일부 지역에서는 인산 가공공장으로부터 50마일 내에 있는 "25,000에이커 면적의 감귤나무들이 파괴되었고," '정상적인' 오렌지 쥬스 표본에서 3-12ppm의 불소가 들어있음이 발견되었다.

  1966년에, 대기위생학 교수 모리스 카츠는, 대부분의 공기오염물질들은 ppm 단위로 측정되지만, 공기중의 불소는 ppb 단위로 측정되어야 한다고 말했다. 카츠는 "불소는 이산화황보다 100배나 더 유독하기 때문에 … 1ppb 미만의 공기중 불소에 장기간 노출되면 위험할 수 있다"고 경고했다.

  1969년에 뉴파운드랜드의 플라센티아만(만)을 '생물학적 사막'으로 만들었던 대규모 물고기 떼죽음 사건의 원인은 인(인)을 생산하던 한 공장으로부터 배출된 불소였다. 매일 22,800 파운드 가량의 불소배출물이 그 만(만)으로 흘러들어갔는데, 주로 수돗물불소화를 위해 사용되는 것과 같은 물질인 불화규산의 형태로 배출되었다.

  미국 농무부의 '핸드북 380번'에 의하면, "공중의 불화물은 세계 전역에서 어떤 다른 공기오염물질보다도 더 가축들에게 피해를 입혀왔다." 그 핸드북은 불소증으로 "치아의 얼룩, 호흡장애, 사지의 경직"이 있음을 지적하고, "인간은 가축들보다 불소중독에 훨씬더 민감하다"라는 말로 결론을 맺고 있다.

  <인간에 대한 불소의 영향>에 관한 1970년에 작성된 한 보고서에서 해롤드 호지는 산업노동자들에게서 발견되는 불소중독의 몇몇 증상을 열거하였다.-- 골경화증, 인대의 석회화, 비강격벽 천공, 흉곽통증, 기침, 갑상선 장애, 빈혈, 현기증, 무기력증 및 구토.

  식품 사슬 속의 불소

  25년 전에 제라드와 패트릭은 식품 사슬 속에서 갈수록 증가하는 불소의 존재에 대해 경고를 발하였다. 그들은 시금치, 상추, 구근으로부터 우유와 쇠고기에 이르기까지 많은 식품에서 심각한 불소오염의 예를 들었다. 공기중 불소 오염뿐만 아니라, 인산비료와 사과, 배, 셀러리, 딸기 등에 사용된 불소함유 살충제로 인하여 농산물들도 불소로 오염되어 있음을 그들은 발견하였다.

  석탄을 사용하는 발전소와 석유산업이 도시 불소오염의 주된 원천이다. 제라드/패트릭은 또한 "진정제, 스테로이드 제제, 그리고 암 치료에 사용되는 일부 약품과 마취제 등 수많은 중요한 약품에서 16% 이상까지 불소가 함유되어 있음"을 주목했다.

  "한때는 넓은 지역에 흩어져 존재하던 불소배출 공장들이 크게 증가하면서, 이제는 보다 촘촘히 집중되어 있음"을 1973년에 제라드와 패트릭은 관찰하였다. "불소로 오염된 지역에서 길러진 식품들이 먼 곳까지 유통되고 있으며, 불소화된 물로 가공된 식품과 청량음료들은 대량 유통되고 있다."

  불소화된 물 1리터는 1ppm 농도에서 1㎎의 불소를 함유한다. 이른바 '권장' 1일 소비량이다. 그러나, 물은 오직 불소를 섭취하는 한가지 공급원일 뿐이다. 1991년에 미국 공중보건원(PHS)은 '적정하게' 불소화된 도시에서 체중 110파운드의 성인이 모든 원천으로부터 하루에 섭취하는 총 불소량은 6.6㎎까지 된다고 추산했다. 1997년에 EPA는 미국인들은 1971년에 비해 근 5배 정도의 불소를 --식품과 음료 한가지만으로도 -- 섭취하고 있다고 추정했다.

  아이들은 어른들보다 불소에 과잉노출될 위험이 더 크다. 《임상소아치과학회지(Journal of Clinical Pediatric Dentistry)》가 1991년에 발표한 한 연구에 의하면, 모든 과일음료의 표본에서 불소가 들어있음이 발견되었다. 거버(Gerber)사의 포도쥬스 표본 하나에는 무려 6.8ppm 농도로 들어있었는데, 이것은 EPA가 정한 기준, 2ppm 보다 240% 더 높은 수치이다.

  현재, 미국의 식품이나 음료 속에 들어있는 불소를 조사하거나 표시를 하기 위한 아무런 연방정부 차원의 프로그램도 존재하지 않는다. 우리는 이 특별 리포트가 인간의 건강과 생태계에 미치는 불소의 영향에 대한 근본적인 재검토를 시작하는 데 도움이 되기를 희망한다.