一、前言

        氟元素對(duì)人體健康有非常大的影響，是人體必需的微量元素，適量的氟可促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育和改善機(jī)體的免疫功能,促進(jìn)骨骼和牙齒的鈣化。攝入過(guò)量或不足都會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生危害，幾乎涉及全身各組織、器官，是一種多靶性器官的疾病，輕者造成氟斑牙，重者產(chǎn)生氟骨病，甚者可使機(jī)體致殘。人體中的氟主要是從食用水中獲得。當(dāng)水中含氟量低于0.6毫克/升時(shí)，可使齲齒增加，大于2.0毫克/升時(shí)，可使牙齒出現(xiàn)斑釉，人患骨硬化癥、手足抽搐癥和腰腿痛癥等。我國(guó)飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定氟含量為小于1.0毫克/升。

        由此可見(jiàn)作為日常生活飲用水氟含量太高和太低都對(duì)人體健康造成害，太低須補(bǔ)氟，即氟化處理，如廣州市自來(lái)水從1965年起就實(shí)行了全市自來(lái)水加氟處理，維持自來(lái)水中一定的氟含量。氟含量太高須除氟處理。

        目前常用的除氟方法較多，在生活飲用水方面常用的有吸附和離子交換法：如除氟炭(骨炭)凈水組件法；活性氧化鋁法；沸石(分子篩)及離子樹(shù)脂交換法；反滲透和電滲析法。根據(jù)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)和用水狀況進(jìn)行綜合考慮，但必須遵循一個(gè)原則，那就是在保證涉水產(chǎn)品必須符合飲水最基本的要求：即衛(wèi)生、安全、健康和最好帶有功能，至于功能對(duì)于飲用水除氟來(lái)說(shuō)那是最重要的問(wèn)題，因?yàn)榉鷮?duì)人體的生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要，過(guò)多過(guò)少均對(duì)人體有害，因此，必須小心謹(jǐn)慎選擇除氟方法。下面就上述所例方法各自原理及優(yōu)劣作簡(jiǎn)述。

二、除氟方法概括起來(lái)有三大類

        （一）沉淀法：在水中加氫氧化鋁、氫氧化鎂、生石灰來(lái)沉淀水中的氟,此法的加藥量大，除氟不徹底，僅限于工業(yè)使用。

        （二）電滲析和反滲透脫鹽法：兩者除氟機(jī)理不一，都是去除水中的陰陽(yáng)離子的同時(shí)去除了氟離子。

        1、反滲透法

        反滲透均是用機(jī)械壓力使水分子能夠透過(guò)一種特殊膜，氟離子則不能透過(guò)而被去除。改革開(kāi)放以后反滲透技術(shù)大量應(yīng)用于生產(chǎn)純凈水，因此，在除氟中也被人們大量應(yīng)用，這種除氟的方法既去掉水中影響人體健康的有毒有害的物質(zhì)，同時(shí)也去除了對(duì)人體十分有益的礦物質(zhì)和微量元素。對(duì)水質(zhì)前處理要求高需集中建站由專業(yè)人員進(jìn)行操作維修和管理，造價(jià)昂貴水的利用率也低{約50-70℅}。若在苦咸水地區(qū)也宜采用反滲透法與除氟炭法混合型設(shè)計(jì)為妥，這樣既能解決苦咸水的口感問(wèn)題，也使水中含有一定量的氟及其它礦物質(zhì)和微量元素，時(shí)同也最大限度地提高了水資源和設(shè)備的利用率。

        如果單純用反滲透法除氟作為人們的生活飲用水長(zhǎng)期飲用，這樣可能給人體帶來(lái)一個(gè)極其重要的負(fù)面影響。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)：長(zhǎng)期飲用這類純度高的飲水可對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不良的負(fù)面效應(yīng)。例如：

        1.1甘日華等研究認(rèn)為短期(3個(gè)月)飲用純凈水可致大鼠脾臟、血常規(guī)、血生化、血電解質(zhì)等與自來(lái)水組相比均有不同程度的差異和變化，長(zhǎng)期(6個(gè)月)飲用純凈水致血清電解質(zhì)、滲透壓降低、血磷升高，可能是由于體內(nèi)調(diào)節(jié)鈣、磷的內(nèi)分泌腺功能改變導(dǎo)致肝功能障礙，這一研究與湯先偉等人研究的純凈水組小鼠血清總蛋白、白蛋白低于自來(lái)水組結(jié)果相一致。

        1.2張照英和甘日華等各自的另一項(xiàng)研究都證明，長(zhǎng)期飲用純凈水可引起大鼠血鎂降低，可能導(dǎo)致脂質(zhì)代謝障礙，血脂增高，MDA生成增多，進(jìn)一步損傷血管內(nèi)皮，這些變化勢(shì)必會(huì)影響到心血管系統(tǒng)，成為某些疾病(AS)的誘因。

        1.3甘瑞霞等在研究四種飲水的安全性評(píng)價(jià)時(shí)指出，染毒（指飲純凈水）四周時(shí)雄性小鼠的胸腺指數(shù)明顯低于對(duì)照組，六周時(shí)飲用純凈水的雌性動(dòng)物的體重明顯減輕，小鼠足趾腫脹度明顯高于對(duì)照組，與對(duì)照組比有顯著差異。

        1.4李金宏明確指出長(zhǎng)期喝純凈水易缺鈣。

        1.5白曉慧等在研究飲用水水質(zhì)安全性及保障措施時(shí)明確提出：飲用水水質(zhì)安全要考慮三個(gè)方面的意義，即去除或降低水中有致病性生物、微生物和病毒；去降水體的各種污染物和對(duì)機(jī)體有毒害作用的物質(zhì)；同時(shí)應(yīng)保持一定濃度的人體健康所必需的各種礦物質(zhì)和微量元素。

        1.6現(xiàn)在已有研究發(fā)現(xiàn)，水中適宜的溶解性總固體(TDS)可減少10-15%心血管疾病的發(fā)病率和20%癌癥患者的死亡率，在保證飲水中總礦物質(zhì)濃度的前提下，全面、均衡、按比例的補(bǔ)充礦物質(zhì)至關(guān)重要。因單一的礦物質(zhì)濃度對(duì)健康的影響具有不確切性。因此我們?cè)诔ぷ髦幸欢ㄒ每茖W(xué)態(tài)度對(duì)待每一種方法。

        因此，作為生活與生命休戚相關(guān)的飲用水供人們長(zhǎng)期飲用，應(yīng)用反滲透法除氟是不適宜，惟一優(yōu)點(diǎn)就是水質(zhì)口感較好。

        采用反滲透方法對(duì)無(wú)機(jī)離子的去除率可高達(dá)99%以上，處理過(guò)的水幾乎不含任何礦物質(zhì)，反滲透處理過(guò)的水作為一種臨時(shí)解渴用水無(wú)可非議，但不宜作為日常生活飲水已得到國(guó)內(nèi)外有關(guān)實(shí)驗(yàn)證明。

         為什么當(dāng)前市場(chǎng)上還大量純凈水銷售？國(guó)家制定的純凈水標(biāo)準(zhǔn)只是把純凈水作為飲料臨時(shí)解渴而不作為飲水，飲料和飲水兩者概念和質(zhì)均有天壤之別不能混淆。

2、電滲析法

        電滲析法是上個(gè)世紀(jì)用于海水淡化和咸苦水處理的一種裝置，原理是將具有選擇透過(guò)性的陰陽(yáng)離子膜放在電滲析槽中,一種膜允許陰離子透過(guò)但排斥陽(yáng)離子,另一種膜則相反,在電場(chǎng)的作用下水中氟離子被膜分離出來(lái)而被去除,過(guò)去由于水的利用率低約在45-50%比用反滲透還低,而且操作不當(dāng)還帶來(lái)膜面結(jié)垢危險(xiǎn)降低產(chǎn)水率?，F(xiàn)在由于新的EDR集成技術(shù)的應(yīng)用，水的利用率與反滲透不相上下，但水質(zhì)前處理要求比反參透略低，因此，仍有應(yīng)用和發(fā)展的前景。

        （三）吸附和樹(shù)脂交換法：具有特殊吸附和交換作用的這一類制劑進(jìn)行除氟，吸附飽和后經(jīng)再生可重復(fù)使用，其中有除氟炭、羥基磷酸鈣、活性氧化鋁、沸石、離子交換樹(shù)脂。其中除氟碳的除氟原理與羥基磷酸鈣（Ca10(PO4)6.(OH)2）相同，也有學(xué)者認(rèn)為除氟炭就是未純化的羥基磷酸鈣，這兩種制劑在凈化處理水的過(guò)程中不給水體增加其它物質(zhì)，是目前在除氟中最推崇最常選的方法。

        1、活性氧化鋁法

        活性氧化鋁法除氟和除氟炭除氟已有相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，就單純除氟而言仍然是一種廣泛使用的一種方法，因?yàn)樗鼘?duì)氟有選擇性的去除，而且不吸附其它離子，對(duì)水質(zhì)前置處理的要求不十分嚴(yán)格，因此，被廣泛應(yīng)用。其缺陷在于活性氧化鋁對(duì)氟的吸附量比除氟炭?jī)羲M件低幾倍，并且吸附飽和后再生工藝復(fù)雜困難，處理后的水中會(huì)增加鋁離子和硫酸根離子,今人對(duì)水質(zhì)有苦澀的感覺(jué)，而最大的負(fù)面影響在于鋁離子的增加長(zhǎng)期飲用該水有增加患老年性癡呆的危險(xiǎn)性。

        2、沸石和離子交換法

        因技術(shù)落后對(duì)氟的吸附量低，處理后水噸價(jià)成本高已被淘汰。

          3、除氟炭法：

        除氟炭?jī)羲M件法除氟也是吸附法，在世界各地和我國(guó)已應(yīng)用多年的老方法，過(guò)去由于生產(chǎn)炭的方法技術(shù)落后，質(zhì)量難以保證，對(duì)氟的吸附量也低，有時(shí)處理后的水還帶色有味。限制了它的推廣應(yīng)用。

        現(xiàn)在我中心已成功的解決和研制出生產(chǎn)除氟炭的新方法，所生產(chǎn)炭比過(guò)去生產(chǎn)的炭對(duì)氟的吸附量高出近一倍,并獲國(guó)家發(fā)明專利(專利號(hào)03122828.3)，經(jīng)專家委員會(huì)評(píng)審?fù)ㄟ^(guò),已獲衛(wèi)生部關(guān)于<涉及飲用水衛(wèi)生安全的國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品>衛(wèi)生許可批件:津衛(wèi)水字[2006]S0007.用本組件方法除氟與其它法相比其優(yōu)勢(shì)如下:

        3.1對(duì)氟有非常優(yōu)良單一的選擇性吸附作用，比活性氧化鋁對(duì)氟的吸附量高出數(shù)倍，處理的水不增加水中其它離子。滿足了除氟后水質(zhì)還是具有衛(wèi)生、安全、健康、功能四大要求。

        3.2對(duì)水的利用率非常高幾乎100%,即使是苦咸水除氟采用和其它方法混合應(yīng)用,也能最大限度的提高水資源的利用率屬節(jié)約環(huán)保型的方法.

        3.3設(shè)備可大可小，不受有電無(wú)電時(shí)間地區(qū)和環(huán)境的限制，均可安裝運(yùn)行屬于各地多處適用型。

        3.4運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用比用反滲透法低50%以上，炭吸附飽和后還可再生，水處理的噸價(jià)成本遠(yuǎn)低于其他方法。因此，具有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。

                                                                                                                              天津市起源新技術(shù)開(kāi)發(fā)中心