Vergleich der angepassten Fluoridkonzentrationen zwischen Wasseraufbereitungsanlagen und Endpunkten in Alberta, Kanada.

Obwohl Zahnkaries größtenteils vermeidbar ist, ist sie die weltweit am weitesten verbreitete chronische Erkrankung und stellt auf Bevölkerungsebene eine Herausforderung für die öffentliche Gesundheit dar.^1,2 Fluorid ist als wirksame Maßnahme zur Vorbeugung von Zahnkaries allgemein anerkannt und die Fluoridierung des Trinkwassers gilt als die kostengünstigste Präventionsmaßnahme für die gesamte Bevölkerung.³ Fluorid hat sowohl prä- als auch post-eruptive Effekte. Der prä-eruptive Effekt bezieht sich auf die Integration des Fluoridions in die Schmelzstruktur während der Zahnentwicklung, da es Hydroxylapatit in Fluorapatit umwandelt.⁴ Unter dem posteruptive Effekt versteht man eine Remineralisierung und Hemmung der Demineralisierung des Zahnschmelzes bei frühkindlicher Karies.⁵

Fluorid ist ein natürliches Mineral, das in der gesamten Erdkruste vorkommt und in der Natur weit verbreitet ist. Obwohl Fluorid natürlicherweise im Wasser vorhanden ist, ist seine Konzentration nicht immer ideal, um Zahnkaries vorzubeugen. CWF ist die Anpassung der Fluoridkonzentration in der öffentlichen Wasserversorgung auf das empfohlene Niveau, um Zahnkaries vorzubeugen.⁶ CWF wurde von den Centers for Disease Control and Prevention der Vereinigten Staaten als „eine der zehn größten Errungenschaften der öffentlichen Gesundheit im 20. Jahrhundert“ bezeichnet.^7,8 In Kanada begann die Praxis des CWF 1945 in Brantford, Ontario.^7,9 Wissenschaftliche Untersuchungen haben ergeben, dass Menschen in Gemeinden mit fluoridierter öffentlicher Wasserversorgung 20 bis 40 % weniger an Zahnkaries erkranken als Menschen in Gemeinden, in denen die Fluoridkonzentration in ihrem Wasser nicht angepasst wird.^10,11 Die Richtlinien für die Qualität kanadischen Trinkwassers¹² haben eine maximal zulässige Fluoridkonzentration von 1.5 mg/l festgelegt. Wasser mit Fluorid in dieser Konzentration oder darunter stellt kein Risiko für die menschliche Gesundheit dar. Health Canada empfiehlt jedoch eine Fluoridkonzentration in der öffentlichen Wasserversorgung von 0.7 mg/l (oder 0.7 ppm), was als optimale Konzentration zur Vorbeugung von Zahnkaries gilt.^7,13 Dies basiert auf der Berücksichtigung verschiedener Quellen der Fluoridaufnahme, wie Zahnpasta, Trinkwasser und mit fluoridiertem Wasser zubereitete Lebensmittel. Laut der American Dental Association können 25 % der Zahnkariesfälle bei Kindern und Erwachsenen verhindert werden, wenn sie Wasser mit einer optimalen Fluoridkonzentration trinken. Dieses Argument wird durch 70 Jahre Forschung gestützt.¹⁴

Aufgrund der topischen und systemischen Wirkung von aufgenommenem Fluorid profitieren Kinder unter 8 Jahren während der Zahnentwicklung stark von der Fluoridierung des Wassers, obwohl Fluoridierung im Zusammenhang mit postzahndurchbruchalen Effekten allen Altersgruppen zugute kommt.^1,2 Bei örtlicher Anwendung wird der Zahnschmelz gestärkt und die sich bildenden Zähne nehmen Fluorid auf, was zu Kariesvorbeugung im Erwachsenenalter führt. Bei der Verabreichung von CWF ist die Fluoridkonzentration im Trinkwasser der wichtigste Faktor für dessen Wirksamkeit. Obwohl CWF über Wasseraufbereitungsanlagen (WTFs) und öffentliche Wassersysteme verabreicht wird, wurde Leitungswasser als Endpunkt der Fluoridkonzentration nur wenig erforscht. Ziel dieser Untersuchung war es daher, festzustellen, ob die Fluoridkonzentration im Leitungswasser in Kindertagesstätten in der kanadischen Provinz Alberta dieselbe bleibt wie in der WTF.

Materialen und Methoden

Diese Untersuchung war Teil eines größeren Projekts zur Messung der Bleikonzentration im öffentlichen Trinkwasser. Während der ersten von drei Runden der Wasserentnahme in Kindertagesstätten wurde eine Probe auch auf Fluorid getestet, da das Volumen für beide Analysen ausreichte. Das Ministerium für Kinderdienste stellte eine umfassende Liste mit 3 zugelassenen Kindertagesstätten in Alberta zur Verfügung. Wir berechneten eine Zielstichprobengröße von 1 Kindertagesstätten basierend auf einem 400%-Konfidenzintervall und einer Fehlerquote von 140%. Die Proben wurden nach Standort der Kindertagesstätte anhand der Zonen des Alberta Health Services (AHS) geschichtet: Nord, Edmonton, Mitte, Calgary und Süd.

Die Kindertagesstätten wurden mithilfe einer Vorabumfrage weiter bewertet, die entwickelt wurde, um bei der Auswahl von Einrichtungen mit einer Vielzahl möglicher Risikofaktoren im Zusammenhang mit Blei im Trinkwasser zu helfen. Die endgültige Auswahl wurde von den Direktoren der AHS Environmental Public Health-Zone genehmigt. Die Leitung jeder ausgewählten Kindertagesstätte wurde über ihre Einbeziehung in das Forschungsprojekt informiert, und die Eltern/Betreuer der Kinder, die die Kindertagesstätten besuchen, wurden über das Forschungsprojekt informiert.

Von September bis Dezember 2017 wurden von Praktikanten des Umweltgesundheitswesens Wasserproben nach einem zufälligen Tagesprobenprotokoll entnommen. Die Proben wurden nur aus Wasserhähnen und Brunnen entnommen, die häufig zum Trinken verwendet wurden. Das Wasser wurde als einzelne 250-ml-Probe in 500-ml-Analyseflaschen gesammelt, die vom Alberta Centre for Toxicology (ACFT) bereitgestellt wurden. Alle Wasserproben wurden an das ACFT geschickt und dort innerhalb von 7 Tagen nach der Entnahme zur Analyse empfangen. Das ACFT verwendete Ionenchromatographie, um die Fluoridkonzentrationen im Wasser zu bestimmen.

Die gesamte Datenverarbeitung und -auswertung erfolgte elektronisch über einen passwortgeschützten Computer in einem sicheren Netzwerk. Zur Analyse der Daten und zum Vergleich der Mittelwerte wurden deskriptive Statistiken für die Wasserproben, Kindertagesstätten und WTFs verwendet. Die Stichprobe ist unabhängig und die Annahmen wurden erfüllt, was eine 1-Stichproben-t-Testanalyse mit einem 95%-Konfidenzintervall ermöglichte. Die Datenanalysen wurden mit SPSS (v. 25, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) durchgeführt. Wir verwendeten den Kolmogorov-Smirnov-Test, um die Annahmen von Normalität, gleichen Varianzen und Unabhängigkeit zu überprüfen. Basierend auf den Ergebnissen des Kolmogorov-Smirnov-Tests wurde dann ein parametrischer oder nichtparametrischer Test zur Analyse der Daten ausgewählt.

Ergebnisse

Wasserproben für die Fluoridkonzentrationsanalyse wurden aus 141 zufällig ausgewählten Kindertagesstätten in ganz Alberta entnommen, die sich in 35 Gemeinden befinden, einige mit Fluoridierung der öffentlichen Wasserversorgung und andere ohne oder mit unbekannter Fluoridierung (Tabelle 1). Die meisten Proben wurden aus einem Küchenwasserhahn und in einigen Fällen aus Wasserhähnen in Klassenzimmern und aus Trinkbrunnen entnommen. Eine der für diese Untersuchung ausgewählten Kindertagesstätten verwendet Wasser aus einem privaten Brunnen (Grundwasserquelle) und eine andere verwendet gefördertes Wasser (Lieferant unbekannt).

Die Kindertagesstätten mit angepassten Fluoridkonzentrationen in ihrer öffentlichen Wasserversorgung (n = 72) befanden sich in 19 Gemeinden. In diesen Gemeinden wird das Wasser von 8 von Alberta Environment & Parks (AEP) regulierten öffentlichen Wasserversorgungsunternehmen geliefert (Tabelle 2). Jede Gemeinde wird nur von einem von der AEP regulierten Wasserversorgungsunternehmen versorgt. Die Fluoridkonzentration der in Kindertagesstätten gesammelten Wasserproben lag zwischen 1 mg/l und maximal 0.58 mg/l (Mittelwert 0.78 ± 0.68 ml).

Der Unterschied in der Fluoridkonzentration zwischen WTFs und Wasserproben aus Kindertagesstätten lag zwischen ?0.22 und 0.03 mg/L (Tabelle 2), d. h. die Fluoridkonzentration am Endpunkt stieg um maximal 0.03 mg/l und sank um maximal 0.22 mg/l. In 4 Kindertagesstätten (5.6 %) unterschied sich die Fluoridkonzentration in den Wasserproben nicht von der in WTF-B, die sie mit Wasser versorgte. In 10 Kindertagesstätten (13.9 %) war die Fluoridkonzentration in den Wasserproben höher als die ihrer WTF (Bereich 0.01–0.03 mg/l); 9 wurden von WTF-B versorgt und 1 von WTF-D. In den restlichen 58 Kindertagesstätten (80.5 %) waren die Fluoridkonzentrationen niedriger als in der WTF (Bereich ?0.01 bis ?0.22 mg/l). Das Wasser in 2 Kindertagesstätten, die von WTF-G versorgt wurden, wies den stärksten Rückgang der Fluoridkonzentration (?0.22 mg/l) zwischen Einrichtung und Endpunkt auf. WTF-H war mit dem zweitgrößten Unterschied in der Fluoridkonzentration verbunden, mit einem Rückgang von 0.19 mg/l in der Wasserprobe einer Kindertagesstätte. Figure 1 veranschaulicht die Unterschiede in der Fluoridkonzentration zwischen den Wasseranbietern und den von ihnen versorgten Kindertagesstätten.

Figure 1: Durchschnittliche Fluoridkonzentration im Wasser in Wasseraufbereitungsanlagen (WTFs) und den von ihnen betriebenen Kindertagesstätten in Alberta.

Die Daten zeigten eine Normalverteilung bei der Analyse mit dem Kolmogorov-Smirnov-Test (p = 0.11). Da die Annahmen von Normalität, Varianzgleichheit und Unabhängigkeit erfüllt waren, wurde zur Analyse der Daten ein parametrischer Test verwendet. Die Fluoridkonzentration im Wasser jeder Kindertagesstätte wurde mit der Fluoridkonzentration in der Wasserversorgungseinrichtung verglichen. Diese Analyse erfordert jedoch mindestens 5 Beobachtungen; daher erfüllten nur WTF-B (35 Kindertagesstätten), WTF-G (14 Kindertagesstätten), WTF-F (5 Kindertagesstätten) und WTF-C (12 Kindertagesstätten) dieses Kriterium. Basierend auf diesen 66 Beobachtungen stellten wir signifikante Unterschiede zwischen den Fluoridkonzentrationen in der Wasserversorgungseinrichtung und in den Wasserproben in den von ihnen versorgten Kindertagesstätten fest (Tabelle 3). Die Gesamtergebnisse zeigen eine mittlere Fluoridkonzentration an den Endpunkten von 0.76 ± 0.06 mg/L (p = 0.02) und einem mittleren Unterschied von ?0.06 (95% KI ?0.01, ?0.11).

Diskussion

Unseres Wissens ist dies die erste Studie, die sich mit den Unterschieden in der Fluoridkonzentration zwischen WTFs und Endpunkten befasst. Sie zeigt, dass die von CWF bereitgestellte Maßnahme zur Vorbeugung von Zahnkaries im öffentlichen Gesundheitswesen ihr Ziel erreicht: die Bereitstellung von Fluorid in der empfohlenen Konzentration. Die Leitlinien für die Qualität des kanadischen Trinkwassers von 2010¹² empfehlen 0.7 mg/l als optimale Zielkonzentration von Fluorid im öffentlichen Trinkwasser. Diese von Health Canada festgelegte Konzentration basiert auf der täglichen Aufnahme von Fluorid aus verschiedenen Quellen wie Trinkwasser, Nahrungsmitteln, Getränken und Zahnpasta. Sie bietet wünschenswerte Vorteile für die Zahngesundheit, liegt deutlich unter der maximal zulässigen Konzentration (1.5 mg/l) und stellt kein Risiko für die menschliche Gesundheit dar.

Obwohl in Kanada die Bundesregierung sowie die Provinz- und Territorialregierungen Richtlinien festlegen, liegt die Entscheidung über die Anpassung des Fluoridgehalts in der öffentlichen Wasserversorgung bei den Kommunen. Hohe Konzentrationen von natürlich vorkommendem Fluorid in Trinkwasserquellen sind in Kanada relativ selten, was die Empfehlungen zur Anpassung der Fluoridkonzentration in der öffentlichen Wasserversorgung zur Vorbeugung von Zahnkaries rechtfertigt.^12,15 Die spezifischen Arten von Chemikalien, die zur Anpassung der Fluoridkonzentration in einem WTF verwendet werden, variieren, aber sie sind alle von der National Sanitation Foundation für die Trinkwasseraufbereitung zertifiziert (NSF/ANSI-Standard 60). Beispiele sind Fluorkieselsäure, Fluorwasserstoffkieselsäure und Fluorkieselsäure. Diese Zusatzstoffe werden verwendet, um den Fluoridgehalt im Trinkwasser auf 0.8 ± 0.2 mg/l anzupassen.

Im Rahmen dieses Projekts wurden 67 Proben aus Kindertagesstätten entnommen, die nicht mit fluoridangereichertem Wasser versorgt wurden. In diesen Einrichtungen betrug die durchschnittliche Fluoridkonzentration am Endpunkt 0.17 mg/l, der höchste Wert 0.41 mg/l. Diese Ergebnisse untermauern die obige Aussage, dass der natürlich vorkommende Fluoridgehalt in Trinkwasserversorgungen unter dem für die Zahngesundheit empfohlenen Richtwert von 0.70 mg/l liegt.

Obwohl die empfohlene Fluoridkonzentration im öffentlichen Trinkwasser zur Vorbeugung von Zahnkaries 0.70 mg/L beträgt,^6,12,16 Eine Abweichung von ± 0.2 mg/l hat keinen Einfluss auf die Kariespräventionsrate.¹⁷ Unsere Ergebnisse zeigten Fluoridkonzentrationen von 0.58–0.78 mg/L (n = 72), ein Bereich, der statistisch, aber nicht klinisch signifikant ist. Diese Studie zeigt, dass Gemeinden in Alberta, die die Fluoridkonzentration in ihrer öffentlichen Wasserversorgung anpassen, ihr Ziel erreichen. Die Fluoridkonzentration am Endpunkt (Kindertagesstätten) liegt innerhalb des für die Kariesprävention empfohlenen Bereichs. Daher ist CWF eine wirksame Maßnahme der öffentlichen Gesundheit zur Verringerung der Kariesprävalenz. Unsere Ergebnisse unterstützen CWF als vorbeugende Maßnahme für die Bevölkerung und bestätigen, dass die angepasste Fluoridkonzentration zum optimalen Niveau zur Vorbeugung von Zahnkaries führt.

Eine erhebliche Einschränkung dieses Projekts ist die Fluoridkonzentration in der WTF. Obwohl die von der WTF bereitgestellten Informationen zuverlässig sind, wurde der Test auf Fluoridkonzentration nicht vom selben Labor durchgeführt und die Analysemethoden waren möglicherweise nicht dieselben wie die, die zum Testen des Wassers aus den Kindertagesstätten verwendet wurden (z. B. Ionenchromatographie). WTFs verwenden jedoch ein akkreditiertes Labor und Standardmethoden zur Bestimmung der Fluoridkonzentration. Wir haben die Durchschnittskonzentration in der WTF gegenüber einer einmaligen Stichprobe in den Kindertagesstätten verwendet. Diese Unterschiede könnten einige der Abweichungen im Fluoridgehalt zwischen WTF und Kindertagesstätte erklären. Beispielsweise zeigten 1 Beobachtungen einen kleinen Anstieg der Fluoridkonzentration am Endpunkt im Bereich von 10 bis 0.01 mg/l im Vergleich zu der in der WTF, was schwer zu erklären ist. Darüber hinaus könnte die Probenentnahme als Einschränkung angesehen werden. Es wäre interessant gewesen, mehr Proben aus Kindertagesstätten einzubeziehen, die von WTF-G und WTF-H bereitgestellt wurden, da diese mit den größten Änderungen verbunden waren. Nicht alle von der AEP regulierten Systeme, die Fluoridierung durchführen, wurden getestet. Dies hätte ein viel besseres Bild ergeben.

Fazit

Diese Studie bestätigt, dass die angepasste Fluoridkonzentration in den WTFs in Alberta an den Endpunkten (Kindertagesstätten) bei der ungefähr optimalen Fluoridkonzentration von 0.7 mg/l gehalten wird, mit einer Konzentrationsschwankung im Bereich von 0.58 bis 0.78 mg/l.

DIE AUTOREN

	Gianoni-Capenakas ist PhD/Assistenzarzt für Kieferorthopädie an der School of Dentistry der University of Alberta, Edmonton, Alberta.
	Frau Popadynetz ist Gesundheitsinspektor für gesunde physische Umgebungen, Provinzstrategien und -projekte, Alberta Health Services, Edmonton, Alberta.
	Herr Younger ist leitender Beamter/Gesundheitsinspektor III, Provinzkoordinator für Trinkwasser, Healthy Physical Environments, Alberta Health Services, Edmonton, Alberta.
	Mr. White ist leitender Beamter/Koordinator für Krankheitskontrolle, Environmental Public Health, Südzone, Alberta Health Services, Edmonton, Alberta.
	Frau Hodgkinson ist Direktor für Umwelt und öffentliche Gesundheit, Südzone, Sichere und Gesunde Umgebungen, Alberta Health Services, Edmonton, Alberta.
	Dr. Patterson ist stellvertretender Vorsitzender (akademisch) und Professor an der School of Dentistry, Fakultät für Medizin und Zahnmedizin, University of Alberta, Edmonton, Alberta.
	Dr. Pacheco-Pereira ist klinischer Assistenzprofessor für Radiologie an der School of Dentistry der University of Alberta in Edmonton, Alberta.
	Dr. Figueiredo ist Zahngesundheitsbeauftragter der Provinz, Bevölkerungs- und öffentliche Gesundheitsbeauftragter der Provinz, Alberta Health Services und University of Alberta, Edmonton, Alberta.

Korrespondierender Autor: Dr. Silvia Gianoni-Capenakas, School of Dentistry, University of Alberta, 5. Stock, ECHA 5-488, 11405 87 Ave, Edmonton AB T6G 1C9. E-Mail: capenaka@ualberta.ca

Die Autoren haben keine erklärten finanziellen Interessen.

Dieser Artikel wurde einem Peer-Review-Verfahren unterzogen.

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