medan Florida kallar sig Sunshine State, ur ett geologiskt och ekonomiskt perspektiv, kan det lika exakt kallas Fosfatstaten.
den så kallade Bone Valley of central Florida innehåller några av de största fosfatfyndigheterna i världen, som förser det globala jordbruket med en av dess viktigaste råvaror: syntetisk gödselmedel. I processen, gruvindustrin lämnar bakom en ärrad landskap utplånas av vegetation och pocked med livfullt färgade avfallshantering dammar som en författare beskrivs som ”vackra pooler av föroreningar.”
fosfat laddad med hiss vid Port Tampa, FL 1958.
mycket giftig vätefluorid och kiseltetrafluoridgaser är biprodukter från gödselproduktion. Före 1970-talet ventilerades dessa föroreningar i atmosfären och gav central Florida några av de mest skadliga luftföroreningarna i landet.
under 1960-talet tvingade emellertid klagomål från bönder och ranchägare till slut motvilliga tillverkare att investera i föroreningsrengöringsskrubber som omvandlade giftiga ångor till fluorsilicinsyra (FSA), ett farligt men mer inneslutbart flytande avfall.
en säkerhetsinstruktör som kontrollerar fluorideringsnivåer vid Fluoridmatningsstationen på Tinker Air Force Base i Oklahoma City, OK 2016.
USA. National Institute for Occupational Safety and Health (OSHA) varnar för att FSA, en oorganisk fluorförening, har allvarliga hälsoeffekter för alla arbetare som kommer i kontakt med den. Andas dess ångor orsakar allvarlig lungskada eller död och en oavsiktlig stänk på bar hud kommer att leda till brännande och olidlig smärta. Lyckligtvis kan den finnas i tvärbundna polyetylenlagringstankar med hög densitet.
det är i sådana tankar som fluorosilicinsyra under det senaste halva århundradet har transporterats från Florida gödselfabriker till vattenreservoarer i hela USA. En gång där, är det dropp matas in i dricksvatten. Detta är en praxis som American Dental Association och många forskare och folkhälsomyndigheter beskriver som ” den exakta justeringen av de befintliga naturligt förekommande fluornivåerna i dricksvatten till en optimal fluornivå … för förebyggande av tandförfall.”
en arbetare som tittar på lastningen av pulverfint fosfat i Mulberry, FL 1947 (vänster). En karta från 1892 över fosfatfyndigheter på västra kanten av Florida (höger).
praxisen att tillsätta fluorföreningar (mestadels FSA och ibland natriumfluorid) till dricksvatten kallas gemenskapsvattenfluoridering. Det har varit en grundpelare i amerikansk folkhälsopolitik sedan 1950 och fortsätter att njuta av stöd från statliga hälsoorgan, Tandläkare och många andra i det medicinska och vetenskapliga samfundet.
som med många kemiska tillsatser i den moderna världen vet dock få människor mycket om det.
många är förvånade över att lära sig att fluoriden i deras tandkräm till skillnad från farmaceutisk kvalitet är en obehandlad industriavfallsprodukt, en som innehåller spårämnen av arsenik och bly. Utan fosfatindustrins avloppsvatten skulle vattenfluoridering vara oöverkomligt dyrt. Och utan fluoridering skulle fosfatindustrin fastna med ett dyrt avfallshanteringsproblem.
en 2009-karta som visar global fluoriderad vattenanvändning med färger som indikerar andelen av befolkningen i varje land med fluoriderat vatten från naturliga och konstgjorda källor.
endast en handfull länder fluoriderar sitt vatten—som Australien, Irland, Singapore och Brasilien, förutom USA. Västeuropeiska länder har till stor del avvisat praxis. Ändå har tandförfall i Västeuropa minskat i samma takt som i USA under det senaste halva århundradet. Faktiskt, ju mer man tittar på historien om fluoridering, ju mer det verkar vara en kvarleva av den typ av mitten av 20-talet vetenskaplig incaution som gav oss DDT, talidomid, och andra försök till ”bättre levande genom kemi.”
detta är inte att vilifiera de tidiga fluoridationisterna, som hade legitim anledning att tro att de hade hittat ett enkelt och prisvärt sätt att motverka ett betydande folkhälsoproblem. De argument och data som används för att motivera fluoridering i mitten av 20-talet—liksom det hårda engagemanget för övningen—förblir emellertid i stort sett oförändrade, utan att ta hänsyn till ett skiftande miljökontext som kan ha gjort det onödigt eller sämre.
en annons för bekämpningsmedlet DDT från Time magazine 1947 (vänster). En annons från 1940-talet för barntapet spetsad med DDT (till höger).
fula leenden och tuffa tänder
Fluoridens folkhälsohistoria är som en brottshistoria med en twist. Efter att ha följt ett spår av ledtrådar i många år fångar detektiverna äntligen sin huvudmisstänkta och sätter honom på rättegång. Men det visar sig snart att han har återlösande egenskaper som långt uppväger det brott som han ursprungligen anklagades för.
det outtröttliga privata ögat i detta fall var en ung Massachusetts-född Tandläkare, Frederick McKay. Efter att ha avslutat sin utbildning vid University of Pennsylvania School of Dentistry flyttade McKay till Colorado Springs 1901 för att etablera sin första övning.
Dr. Frederick McKay i början av 20-talet.
han blev snart förvirrad av de fula tefärgade fläckarna som missfärgade många av hans patienters tänder, ett tillstånd som han inte kunde hitta i tandlitteraturen. McKay började kalla det ”brown stain” och ”Colorado stain”, och ingen förstod varför många invånare i den specifika regionen led av det medan de i närliggande län inte gjorde det. Sommaren 1909 inspekterade McKay och några kollegor munnen på 2 945 Colorado Springs-barn och upptäckte att 87,5% led av tillståndet.
vid ytterligare undersökning bestämde McKay att Colorado Springs-området inte var unikt. Det fanns fickor av brun fläck över hela landet. McKay började genomföra en informell epidemiologisk studie. Han undersökte den lokala kosten, markförhållandena och luftkvaliteten, men bestämde sig så småningom för att den skyldige måste vara vattnet.
”bevisen är så avgörande”, skrev han 1927 till Public Health Service (PHS) i Washington, DC, ” att det är meningslöst att diskutera det vidare från någon annan synvinkel.”Trots att han testade många prover kunde han dock inte hitta något ovanligt i den lokala vattenförsörjningen, vilket var klart, luktfritt och behagligt för smaken. Ändå blev han alltmer övertygad om att vissa ännu oupptäckta spårelement i vattnet var ansvariga för tandskadorna.
ett stort steg mot att lösa mysteriet med brun fläck inträffade 1931, när nervösa kemister vid Aluminium Company of America (ALCOA) började undersöka vattnet i bauxit, Arkansas. Principen malm av aluminium, bauxit var avgörande för Alcoas produktionsprocess. 1909 krävde stadens växande befolkning en ny vattenförsörjning och ALCOA grävde tre djupa brunnar för att komma åt det rikliga grundvattnet. Om några år började barn i bauxit drabbas av brun fläck. Ursprungligen var detta inte särskilt angeläget för ALCOA. I slutet av 1920-talet avvärjde företaget dock avgifter för att dess kokkärl i aluminium långsamt förgiftade befolkningen.
logotypen för Aluminium Company of America (vänster). En väggmålning av bauxit gruvarbetare från 1940-talet i Benton, AR (höger).
Alcoas chefskemist, H. V. Churchill, var orolig för att någon koppling mellan aluminium och brun fläck skulle vara en PR-katastrof. Så 1930 testade han Bauxites vattenförsörjning med hjälp av den mest avancerade spektrografiska utrustningen som var tillgänglig vid den tiden. Testerna visade att grundvattnet hade ovanligt höga nivåer av elementet fluor—15 delar per miljon (ppm), ett resultat, skrev han McKay, ”så oväntat i vatten att ett nytt prov togs med extrema försiktighetsåtgärder”, men visade samma resultat.
medan McKay och Churchill var upptagna med att avslöja fluoridens oönskade effekt på mänskliga tänder, undersökte en ung dansk forskare, Kaj Roholm, effekterna av industriell Fluor på människors hälsa.
en tandläkare som undersöker barns tänder vid Pine Ridge Indian Reservation på 1940-eller 1950-talet (vänster). Svår fluoros, brun missfärgning och fläckig emalj, hos en individ från ett område i New Mexico med naturligt förekommande fluor i vattnet (höger).
1930 bosatte sig ett tätt lager av förorenad dimma över Meuse Valley, ett tungt industriområde i östra Belgien, dödade sextio människor och sjuka tusentals. Efter lång och noggrann undersökning bestämde Roholm att gasformiga fluorföreningar var ansvariga. Roholm identifierade också aluminiumsmältverk som utsläpp av stora mängder fluorgaser.
i mitten av 1930-talet, vare sig naturliga eller antropogena, var fluorföreningar inget annat än dåliga nyheter för människors och miljöhälsa.
precis som fluoridens negativa bild började kristallisera i vetenskapsmän och folkhälsomyndigheter, började emellertid en utjämningsuppsättning av ideer bildas. Ironiskt nog härrörde det också från Frederick McKays arbete.
Dr. Trendley H. Dean på 1950-talet (vänster). En annons från 1885 för kokain för tandvärk hos barn (till höger).
såvitt McKay kunde berätta, komprometterade färgningen faktiskt inte styrkan eller den fysiska hälsan hos tänderna. Tvärtom verkade människor som bodde i endemiska brunfläckregioner ha färre håligheter än den allmänna befolkningen.
mannen som spelade den viktigaste rollen för att omvandla fluoridens medicinska bild från tandförstörare till en potentiell profylaktisk mot tandkaries—håligheter som kräver antingen fyllning eller avlägsnande av tänder—var Trendley H. Dean. En St. Louis tandläkare som hade anslutit sig till Army Dental Corps i första världskriget, Dean fortsatte med att bli en nyckelfigur i folkhälsan tandvård. År 1930 utsågs han till chefsforskare för den nybildade Tandforskningsavdelningen vid Nation Institute of Health, och blev sedan 1948 den första direktören för National Institute of Dental Research.
en tandläkare och patient på 1910-eller 1920-talet.
Dean var snabb att inse att lösa mysteriet med fläckig emalj, men användbar, var av sekundär betydelse jämfört med de bredare folkhälsoeffekterna av tandkaries. I ett brev till US Surgeon General 1932 upprepade Dean McKays tidigare observation att ”individer i ett endemiskt område visar en mindre förekomst av karies än individer i vissa närliggande icke-endemiska områden. Följaktligen kan studien av fläckig emalj avslöja någon bly som är tillämplig på det mycket viktigare problemet, tandkaries.”
när det blev klart att fluor var orsaken till brun fläck—som Dean snart skulle märka dental fluoros—flyttade Dean fokus för sin forskning, och regeringens hälsobyråkrati, från att eliminera fluoros för att bekämpa karies.
optimera naturen
tandkaries uppfattades som ett av Amerikas mest utbredda hälsoproblem i början av tjugonde århundradet. Eftersom tandläkare var jämförelsevis få och tandundersökningar praktiskt taget obefintlig, är det svårt att veta hur genomgripande tillståndet var och i vilken utsträckning, om alls, det hade blivit värre med tiden.
en annons för Klenzo, en tandkräm, i Saturday Evening Post 1920.
ändå var Tandläkare själva övertygade om att det hade nått epidemiska proportioner, en uppfattning som verkar ha bekräftats av militära träningsregister. Dessa visar att till exempel 1916 misslyckades en tredjedel av potentiella rekryter sin hälsoundersökning på grund av kariesrelaterade problem. Som ett resultat började medel flöda mot tandforskning, både från statliga källor och från företagsstiftelser.
många tandläkare och medicinska forskare var övertygade om att amerikanernas dieter, särskilt deras förkärlek för raffinerat mjöl och socker, till stor del var skyldiga. Men att ändra människors kostvanor, då som nu, verkade vara ett oöverstigligt hinder.
inte undra på att Dean och andra var upphetsade av upptäckten av fluoridens inverkan på tänderna.
under 1930-talet började Dean, McKay och kollegor från PHS och olika universitetstandskolor försöka visa fluorids koppling till både dental fluoros och reducerade karies. Även om ingen förstod exakt hur det fungerade—och ingen skulle länge—verkade fluor verkligen förändra tändernas struktur på ett sätt som erbjöd ett visst skydd mot övergreppen från 20-talets amerikanska diet.
Dean inledde en rad epidemiologiska studier i städer som hade fluoridrika vattenförsörjningar och kunde gradvis nollställa ett förhållande som tycktes erbjuda betydande skydd mot karies samtidigt som den orsakade begränsad och knappt urskiljbar fluoros. Det magiska numret, bestämde han, var 1 del per miljon (1 ppm).
en karta från 2009 som visar områden med grundvattenfluoridkoncentrationer över de rekommenderade nivåerna.
när studierna fortsatte publicerade Dean och hans kollegor en serie artiklar som skulle bli den vetenskapliga berggrunden för fluoridering. Så även om vatten som naturligt innehöll 1 ppm fluorid fanns på mycket få ställen, det kom ändå att ses som den optimala nivån, och vatten som innehöll mindre ansågs ”fluoridbrist.”
Dean själv förespråkade inte artificiellt att öka nivån av fluor i dricksvatten, åtminstone inte under 1930-och 1940-talet. En försiktig och metodisk forskare, han kände att många års ytterligare utredning skulle krävas innan en sådan möjlighet kunde övervägas. Även den amerikanska Dental Association, därefter fluoridation mest orubbliga förespråkare, var ovilliga att stödja tanken. Vissa tandforskare var dock mindre försiktiga.
skulpturen ”Steel Water” firar Grand Rapids roll som den första staden som fluoriderar sin vattenförsörjning (foto av Jyoti Srivastava).
i början av 1940-talet började Dean undersöka möjligheten att testa konstgjord fluoridering i en handfull noggrant utvalda samhällen. Efter samråd med kollegor vid University of Michigan valde Dean städerna Grand Rapids och Muskegon för att delta i en 15-årig fluorideringsförsök. Båda städerna drog sitt vatten, som praktiskt taget inte hade någon naturlig fluor, från Lake Michigan. I januari 1945, med det entusiastiska samarbetet mellan stadens tjänstemän, började Grand Rapids tillsätta natriumfluorid—en avfallsprodukt från aluminiumproduktion—till sin vattenförsörjning medan Muskegon förblev fluorfri.
men inte alla var beredda att vänta femton år.