怎样选择饮用水除氟方法

一、前言

        氟元素对人体健康有非常大的影响，是人体必需的微量元素，适量的氟可促进生长发育和改善机体的免疫功能,促进骨骼和牙齿的钙化。摄入过量或不足都会对机体产生危害，几乎涉及全身各组织、器官，是一种多靶性器官的疾病，轻者造成氟斑牙，重者产生氟骨病，甚者可使机体致残。人体中的氟主要是从食用水中获得。当水中含氟量低于0.6毫克/升时，可使龋齿增加，大于2.0毫克/升时，可使牙齿出现斑釉，人患骨硬化症、手足抽搐症和腰腿痛症等。我国饮用水卫生标准规定氟含量为小于1.0毫克/升。

        由此可见作为日常生活饮用水氟含量太高和太低都对人体健康造成害，太低须补氟，即氟化处理，如广州市自来水从1965年起就实行了全市自来水加氟处理，维持自来水中一定的氟含量。氟含量太高须除氟处理。

        目前常用的除氟方法较多，在生活饮用水方面常用的有吸附和离子交换法：如除氟炭(骨炭)净水组件法；活性氧化铝法；沸石(分子筛)及离子树脂交换法；反渗透和电渗析法。根据当时当地的水质和用水状况进行综合考虑，但必须遵循一个原则，那就是在保证涉水产品必须符合饮水最基本的要求：即卫生、安全、健康和最好带有功能，至于功能对于饮用水除氟来说那是最重要的问题，因为氟对人体的生长发育至关重要，过多过少均对人体有害，因此，必须小心谨慎选择除氟方法。下面就上述所例方法各自原理及优劣作简述。

二、除氟方法概括起来有三大类

        （一）沉淀法：在水中加氢氧化铝、氢氧化镁、生石灰来沉淀水中的氟,此法的加药量大，除氟不彻底，仅限于工业使用。

        （二）电渗析和反渗透脱盐法：两者除氟机理不一，都是去除水中的阴阳离子的同时去除了氟离子。

        1、反渗透法

        反渗透均是用机械压力使水分子能够透过一种特殊膜，氟离子则不能透过而被去除。改革开放以后反渗透技术大量应用于生产纯净水，因此，在除氟中也被人们大量应用，这种除氟的方法既去掉水中影响人体健康的有毒有害的物质，同时也去除了对人体十分有益的矿物质和微量元素。对水质前处理要求高需集中建站由专业人员进行操作维修和管理，造价昂贵水的利用率也低{约50-70℅}。若在苦咸水地区也宜采用反渗透法与除氟炭法混合型设计为妥，这样既能解决苦咸水的口感问题，也使水中含有一定量的氟及其它矿物质和微量元素，时同也最大限度地提高了水资源和设备的利用率。

        如果单纯用反渗透法除氟作为人们的生活饮用水长期饮用，这样可能给人体带来一个极其重要的负面影响。据文献报导：长期饮用这类纯度高的饮水可对机体产生不良的负面效应。例如：

        1.1甘日华等研究认为短期(3个月)饮用纯净水可致大鼠脾脏、血常规、血生化、血电解质等与自来水组相比均有不同程度的差异和变化，长期(6个月)饮用纯净水致血清电解质、渗透压降低、血磷升高，可能是由于体内调节钙、磷的内分泌腺功能改变导致肝功能障碍，这一研究与汤先伟等人研究的纯净水组小鼠血清总蛋白、白蛋白低于自来水组结果相一致。

        1.2张照英和甘日华等各自的另一项研究都证明，长期饮用纯净水可引起大鼠血镁降低，可能导致脂质代谢障碍，血脂增高，MDA生成增多，进一步损伤血管内皮，这些变化势必会影响到心血管系统，成为某些疾病(AS)的诱因。

        1.3甘瑞霞等在研究四种饮水的安全性评价时指出，染毒（指饮纯净水）四周时雄性小鼠的胸腺指数明显低于对照组，六周时饮用纯净水的雌性动物的体重明显减轻，小鼠足趾肿胀度明显高于对照组，与对照组比有显著差异。

        1.4李金宏明确指出长期喝纯净水易缺钙。

        1.5白晓慧等在研究饮用水水质安全性及保障措施时明确提出：饮用水水质安全要考虑三个方面的意义，即去除或降低水中有致病性生物、微生物和病毒；去降水体的各种污染物和对机体有毒害作用的物质；同时应保持一定浓度的人体健康所必需的各种矿物质和微量元素。

        1.6现在已有研究发现，水中适宜的溶解性总固体(TDS)可减少10-15%心血管疾病的发病率和20%癌症患者的死亡率，在保证饮水中总矿物质浓度的前提下，全面、均衡、按比例的补充矿物质至关重要。因单一的矿物质浓度对健康的影响具有不确切性。因此我们在除氟工作中一定要用科学态度对待每一种方法。

        因此，作为生活与生命休戚相关的饮用水供人们长期饮用，应用反渗透法除氟是不适宜，惟一优点就是水质口感较好。

        采用反渗透方法对无机离子的去除率可高达99%以上，处理过的水几乎不含任何矿物质，反渗透处理过的水作为一种临时解渴用水无可非议，但不宜作为日常生活饮水已得到国内外有关实验证明。

         为什么当前市场上还大量纯净水销售？国家制定的纯净水标准只是把纯净水作为饮料临时解渴而不作为饮水，饮料和饮水两者概念和质均有天壤之别不能混淆。

2、电渗析法

        电渗析法是上个世纪用于海水淡化和咸苦水处理的一种装置，原理是将具有选择透过性的阴阳离子膜放在电渗析槽中,一种膜允许阴离子透过但排斥阳离子,另一种膜则相反,在电场的作用下水中氟离子被膜分离出来而被去除,过去由于水的利用率低约在45-50%比用反渗透还低,而且操作不当还带来膜面结垢危险降低产水率。现在由于新的EDR集成技术的应用，水的利用率与反渗透不相上下，但水质前处理要求比反参透略低，因此，仍有应用和发展的前景。

        （三）吸附和树脂交换法：具有特殊吸附和交换作用的这一类制剂进行除氟，吸附饱和后经再生可重复使用，其中有除氟炭、羟基磷酸钙、活性氧化铝、沸石、离子交换树脂。其中除氟碳的除氟原理与羟基磷酸钙（Ca10(PO4)6.(OH)2）相同，也有学者认为除氟炭就是未纯化的羟基磷酸钙，这两种制剂在净化处理水的过程中不给水体增加其它物质，是目前在除氟中最推崇最常选的方法。

        1、活性氧化铝法

        活性氧化铝法除氟和除氟炭除氟已有相当长的时间，就单纯除氟而言仍然是一种广泛使用的一种方法，因为它对氟有选择性的去除，而且不吸附其它离子，对水质前置处理的要求不十分严格，因此，被广泛应用。其缺陷在于活性氧化铝对氟的吸附量比除氟炭净水组件低几倍，并且吸附饱和后再生工艺复杂困难，处理后的水中会增加铝离子和硫酸根离子,今人对水质有苦涩的感觉，而最大的负面影响在于铝离子的增加长期饮用该水有增加患老年性痴呆的危险性。

        2、沸石和离子交换法

        因技术落后对氟的吸附量低，处理后水吨价成本高已被淘汰。

          3、除氟炭法：

        除氟炭净水组件法除氟也是吸附法，在世界各地和我国已应用多年的老方法，过去由于生产炭的方法技术落后，质量难以保证，对氟的吸附量也低，有时处理后的水还带色有味。限制了它的推广应用。

        现在我中心已成功的解决和研制出生产除氟炭的新方法，所生产炭比过去生产的炭对氟的吸附量高出近一倍,并获国家发明专利(专利号03122828.3)，经专家委员会评审通过,已获卫生部关于<涉及饮用水卫生安全的国产产品>卫生许可批件:津卫水字[2006]S0007.用本组件方法除氟与其它法相比其优势如下:

        3.1对氟有非常优良单一的选择性吸附作用，比活性氧化铝对氟的吸附量高出数倍，处理的水不增加水中其它离子。满足了除氟后水质还是具有卫生、安全、健康、功能四大要求。

        3.2对水的利用率非常高几乎100%,即使是苦咸水除氟采用和其它方法混合应用,也能最大限度的提高水资源的利用率属节约环保型的方法.

        3.3设备可大可小，不受有电无电时间地区和环境的限制，均可安装运行属于各地多处适用型。

        3.4运转费用比用反渗透法低50%以上，炭吸附饱和后还可再生，水处理的吨价成本远低于其他方法。因此，具有强大的竞争力。

                                                                                                                              天津市起源新技术开发中心