饮水补碘方法及装置 本发明涉及一种饮水补碘方法及装置。
为防治地方性碘缺乏病，目前除实施碘盐补碘外，在一些碘缺乏病区已探索采用释碘装置进行补碘。如饮用水中投放碘砖(“碘砖防治碘缺乏病的研究”中国地方病学杂志94年第13卷第3期)，食用盐溶液中放置碘缓释器(“碘缓释器—125I的释放研究”地方病通报91年第6卷第1期)，这类补碘方法，均是将碘的无机化合物封装在释碘装置内，碘离子主要是通过装置外壳或装置两端的释放板释放，其释碘量除受装置外壳材料的物理化学特性影响外，与水温、水质、水量以及在水中浸泡的时间等有密切关系，因而造成不同季节碘的释放量差别较大，使用前期和后期释碘量不均匀，有效使用期短，碘的利用率低。
本发明的目的是提供一种释碘量稳恒的饮水补碘方法，其制约因素少，可在不同使用条件下实现释碘量基本一致，且有效使用期长。
本发明的又一目的是为了实现上述补碘方法而提供的静态饮水补碘装置和动态饮水补碘装置。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
采用载碘树脂作为释碘剂，载碘树脂的化学结构式为：
将载碘树脂封装于具有微孔结构的装置内，使水流通过该装置或直接将装置浸泡于贮水容器中，载碘树脂在水中将发生下列反应：
(固) (液) (固) (液)
碘离子I-与水中的抗衡离子M-发生离子交换，使碘离子释放于水中。上述反应向右进行的程度，主要取决于抗衡离子M-的性质，以及液相介质的性质等。对于饮用水来说，促使反应向右进行的M-主要为SO42-，因为SO42-与R-CHN+的亲合力大于I-，I-在固、液中的分配量主要取决于SO42-的浓度，一般饮用水中SO42-的浓度差别不大，因而碘的释放是比较稳定的。关于水地温度、PH值和硬度对释碘量的影响可见表1：
表1 温度、PH、硬度对释碘量的影响(μg/I)
硬 度*水温 PH
2级硬水 3级硬水 4级硬水
6.5 18.7 19.3 19.9 0℃ 7.5 19.5 21.4 20.6
8.5 20.8 24.5 21.8
6.5 18.5 21.6 21.910℃ 7.5 19.7 22.3 22.9
8.5 21.0 25.3 23.3
6.5 19.0 22.0 21.920℃ 7.5 19.8 23.0 23.1
8.5 20.7 24.0 23.8
6.5 20.1 20.5 21.230℃ 7.5 20.3 20.8 21.8
8.5 21.0 22.0 22.9
*硬度分级采用1983-1984年全国饮水普查所采用标准
从表中可以看出，水的温度、硬度对释碘量的影响较小，在同一温度和硬度下，随着PH值的升高，释碘量出现增加趋势。但在饮水卫生标准规定的PH值范围(PH＝6.5～8.5)，释碘量的变化不大。
本发明用于静态饮水补碘，装置内释碘剂为0.5～3g，载纯碘量为300～1800mg；用于动态饮水补碘，装置内释碘剂为0.5～2g，载纯碘量为300～1200mg。使用中，可根据使用地区的缺碘程度调整释碘剂用量。
本发明中载碘树脂采用苯乙烯强碱性季胺型阴离子交换树脂制备，其型号为国产717型。制备上述载碘树脂，碘化钾、纯碘、树脂(湿重)的重量比为20∶17∶90。
为实现上述饮水补碘方法，本发明设计了静态饮水补碘装置和动态饮水补碘装置。
静态饮水补碘装置由具有微孔结构的上、下壳体粘结而成，壳体内封装有载碘树脂。壳体采用超高分子聚乙烯粉末模压烧结成型，具有微孔结构，其外形为球形或圆柱形。
上述装置主要用于居民散户水缸中投放。试验时装置内释碘剂为1g，载纯碘量为600mg，经观察实验点检测，居民户水缸中投放该装置后，水碘含量由原来的1.09±0.55μg/l上升至26.65±5.66μg/l，且6个月保持恒定，释碘剂最大强化水量为14T/g(以最低强化水碘含量为10μg/l计)。
动态饮水补碘装置的结构如下：装置包括一外壳，壳体上端有进水口，下端有出水口，在进水口的下方设置有两个进水孔和一个控制两进水孔分别与进水口相通的水流换向阀；在壳体下部设置具有微孔结构的夹层套筒，夹层套筒下端与壳体底部封接，上端与中心导管封接，夹层套筒内封装有载碘树脂；上述一进水孔经中心导管与出水口相通，另一进水孔与壳体和夹层套筒之间的空腔相通。
上述夹层套筒采用超高分子聚乙烯粉末或超高分子聚乙烯粉末加活性炭粉末模压烧结成型，筒体具有微孔结构。
动态饮水补碘装置适用于有自来水的用户，装置的进水口与自来水龙头相接，试验时装置内释碘剂为1g，载纯碘量为600mg，测定其不同流量下出水口碘的含量、结果见表2：
表2 水流量对释碘量的影响水流量(升/分) 1 2 3 4 5 6 7 8水碘含量(μg/l) 21.7 21.0 20.9 21.1 21.3 20.1 19.8 19.7
从表中可以看出，水的流量在1～8升/分范围内对释碘量影响较小。用于动态补碘，释碘剂量随释碘用量的增加而增加，当释碘剂量为1g时，最大强化水量为8吨(以最低强化水碘含量为10μg/l计)，在整个强化期间释碘量很稳定，出水碘含量基本可恒定在18.7±1.6μg/l范围。
本发明所提供的两种饮水补碘装置具有释碘快速、稳定、有效使用期长等特点。装置内释碘剂为1g时，用于静态补碘，有效使用期为2.5～4年，补入水1分钟后，即可饮到碘含量为10μg/l以上的补碘水；用于动态补碘，有效使用期为1.5～2.4年，打开自来水龙头即可饮到碘含量为18μg/l的补碘水，使用非常方便。对于静态饮水补碘，由于用户耗水量和补入水的时间不同，其水碘含量有所波动，根据试验，波动范围一般在20～60μg/l之间，若按每人每天饮水3～5升计，每天可由饮水摄入碘最少60～100微克，最多为100～300微克，可达到国家推荐的碘摄入量标准。
本发明饮水补碘方法已在碘缺乏病区进行了人群补碘试验观察。选择已实施碘盐补碘但未受其它碘剂干扰、人群患病率仍高的碘缺乏病区作为试验观察点，该地区的水碘含量为1.09±0.55μg/l，将观察点农户按照整群按比例分层抽样的方法分为实验组(即饮用加补碘装置处理的水)和对照组(即饮用原水)，观察时间为6个月，其结果如下：
一、水碘含量变化
实验组农户水缸中投放静态饮水补碘装置，其逐月水碘含量变化列于表3：
表3 水碘含量分析结果 μg/l观察时间(月) 1 2 3 4全距 19.4-40.8 14.1-51.6 16.8-41.5 19.8-38.2均值±标准差 27.0±6.25 25.2±5.95 28.0±6.40 26.4±4.04
从表中可以看出病区水碘含量得到大幅度提高，由于用户用水量和补水时间的差异，水碘含量范围在14.1～51.6μg/l，平均含量为26.65±5.66μg/l，基本比较稳定。以每人每天饮水3～5升计，可达到国家推荐的碘摄入量标准。
二、观察前、后人群尿碘变化，见表4：
表4 尿碘含量测定结果 μg/l
尿碘含量组别 时间 n X′±SD
＜20μg/l ＜50μg/l ＜100μg/l实验组 观察前 50 30.2±1.85 34％ 82％ 100％实验组 观察后 50 136.4±1.33 0％ 0％ 16％对照组 观察前 50 30.48±1.66 28％ 78％ 100％对照组 观察后 50 43.60±2.17 24％ 48％ 94％*为几何均值±标准差，n为观察例数。
从表中可以看出实验组饮水补碘6个月后人群尿碘水平有了极显著的提高，由试验前的30.2μg/l提高到136.4μg/l，对照组人群尿碘水平虽有提高，但远低于实验组。
三、7～14岁儿童甲状腺体积的变化，见表5：
表5 甲状腺体积B超检测统计结果组别 n 观察前体积(ml) 观察后体积(ml) P实验组 38 5.04±1.11 3.61±1.13 ＜0.001对照组 34 5.13±1.12 4.82±1.76 ＜0.05
注：P为显著性检验值
检测结果表明，实验组儿童饮水补碘干预6个月后，其中有36名儿童(占实验组儿童的94％)甲状腺体积较原来有不同程度的缩小，平均缩小了2.28ml；对照组虽有23名儿童(占对照组儿童的67％)甲状腺体积有所缩小，但平均只缩小了0.49ml，小于实验组；另外却有10名儿童(占对照组儿童的33％)较原来有不同程度的增大。经配对资料的t检验，实验组儿童饮水补碘干预6个月后，甲状腺体积出现极显著的缩小。
综上所述，本发明通过水源补碘途径来改善病区人群的缺碘状况，不仅剂型剂量上优于碘盐，而且给药途径上也较碘盐为好，适合不同地区、不同膳食习惯的人群采用，所用的释碘剂具有快速、持久、稳定、恒量地向水中释放碘离子的特性，补碘效果好。该补碘方法实施简单、方便，补碘装置易于制作、使用。本发明可作为一项单独补碘措施或作为碘盐补碘的补充措施加以推广应用，特别是对于控制和消除偏僻山区、农村的碘缺乏病具有实际意义。
下面结合附图详细说明本发明饮水补碘装置的两个实施例：
图1为静态饮水补碘装置结构示意图；
图2为动态饮水补碘装置结构示意图。
如图1所示，静态饮水补碘装置的外壳为球形，是由上、下两半圆壳体22、23内装载碘树脂13后粘结而成。壳体具有微孔结构，可采用超高分子(分子量为100～200万)聚乙烯粉末或陶土模压烧结成型。
用于动态饮水补碘的装置可参看图2，其中进水口1为一胶套，通过上盖2与壳体10连接。在壳体上部设置有水流换向阀，水流换向阀是由转换拨杆19、转换按钮17、弹簧3、球4组成，拨杆轴16设置在壳体上部进水孔一侧的轴孔18内，按钮17与拨杆轴16下端固接；设置在拨杆头部的球4被弹簧3顶压在进水孔上，为增强球4与进水孔的密封性，两进水孔上均装有胶垫5，拨杆上端通过进水口1下方的环形隔板20轴向定位。操纵转换按钮17拨动拨杆19可以控制两进水孔的通断。
在壳体下部设置有夹层套筒，夹层套筒由内筒9和外筒14组成，内筒采用超高分子聚乙烯粉末(分子量为100～200万)模压烧结成型，外筒采用超高分子聚乙烯粉末加活性炭粉末模压烧结成型，筒体具有微孔结构，以利于碘离子释出。该筒体还可以采用陶土等模压烧结成型。在夹层套筒内封装有释碘剂13，本实用新型中释碘剂为载碘树脂，是采用苯乙烯强碱性季胺型阴离子交换树脂制备的，具体为国产717型。
夹层套筒上端通过盖板8与中心导管7管外壁上部封接，下端与壳体下盖11封接。下盖11与壳体10螺纹连接。连接处装有密封圈12，盖板8与中心导管7的连接处装有密封圈15。
本发明两进水孔中，一进水孔下端通过管盖6与中心导管7上端连接，中心导管7与壳体出水口21相通；另一进水孔则与壳体10和外筒14之间的空腔相通。饮用水经过夹层套筒补碘后从出水口流出，不需要加碘的水可直接经中心导管从出水口流出。