怎樣選擇飲用水除氟方法

一、前言

        氟元素對人體健康有非常大的影響，是人體必需的微量元素，適量的氟可促進生長發育和改善機體的免疫功能,促進骨骼和牙齒的鈣化。攝入過量或不足都會對機體產生危害，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，重者產生氟骨病，甚者可使機體致殘。人體中的氟主要是從食用水中獲得。當水中含氟量低于0.6毫克/升時，可使齲齒增加，大于2.0毫克/升時，可使牙齒出現斑釉，人患骨硬化癥、手足抽搐癥和腰腿痛癥等。我國飲用水衛生標準規定氟含量為小于1.0毫克/升。

        由此可見作為日常生活飲用水氟含量太高和太低都對人體健康造成害，太低須補氟，即氟化處理，如廣州市自來水從1965年起就實行了全市自來水加氟處理，維持自來水中一定的氟含量。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)及離子樹脂交換法；反滲透和電滲析法。根據當時當地的水質和用水狀況進行綜合考慮，但必須遵循一個原則，那就是在保證涉水產品必須符合飲水最基本的要求：即衛生、安全、健康和最好帶有功能，至于功能對于飲用水除氟來說那是最重要的問題，因為氟對人體的生長發育至關重要，過多過少均對人體有害，因此，必須小心謹慎選擇除氟方法。下面就上述所例方法各自原理及優劣作簡述。

二、除氟方法概括起來有三大類

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

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

        1、反滲透法

        反滲透均是用機械壓力使水分子能夠透過一種特殊膜，氟離子則不能透過而被去除。改革開放以后反滲透技術大量應用于生產純凈水，因此，在除氟中也被人們大量應用，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，同時也去除了對人體十分有益的礦物質和微量元素。對水質前處理要求高需集中建站由專業人員進行操作維修和管理，造價昂貴水的利用率也低{約50-70℅}。若在苦咸水地區也宜采用反滲透法與除氟炭法混合型設計為妥，這樣既能解決苦咸水的口感問題，也使水中含有一定量的氟及其它礦物質和微量元素，時同也最大限度地提高了水資源和設備的利用率。

        如果單純用反滲透法除氟作為人們的生活飲用水長期飲用，這樣可能給人體帶來一個極其重要的負面影響。據文獻報導：長期飲用這類純度高的飲水可對機體產生不良的負面效應。例如：

        1.1甘日華等研究認為短期(3個月)飲用純凈水可致大鼠脾臟、血常規、血生化、血電解質等與自來水組相比均有不同程度的差異和變化，長期(6個月)飲用純凈水致血清電解質、滲透壓降低、血磷升高，可能是由于體內調節鈣、磷的內分泌腺功能改變導致肝功能障礙，這一研究與湯先偉等人研究的純凈水組小鼠血清總蛋白、白蛋白低于自來水組結果相一致。

        1.2張照英和甘日華等各自的另一項研究都證明，長期飲用純凈水可引起大鼠血鎂降低，可能導致脂質代謝障礙，血脂增高，MDA生成增多，進一步損傷血管內皮，這些變化勢必會影響到心血管系統，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價時指出，染毒（指飲純凈水）四周時雄性小鼠的胸腺指數明顯低于對照組，六周時飲用純凈水的雌性動物的體重明顯減輕，小鼠足趾腫脹度明顯高于對照組，與對照組比有顯著差異。

        1.4李金宏明確指出長期喝純凈水易缺鈣。

        1.5白曉慧等在研究飲用水水質安全性及保障措施時明確提出：飲用水水質安全要考慮三個方面的意義，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機體有毒害作用的物質；同時應保持一定濃度的人體健康所必需的各種礦物質和微量元素。

        1.6現在已有研究發現，水中適宜的溶解性總固體(TDS)可減少10-15%心血管疾病的發病率和20%癌癥患者的死亡率，在保證飲水中總礦物質濃度的前提下，全面、均衡、按比例的補充礦物質至關重要。因單一的礦物質濃度對健康的影響具有不確切性。因此我們在除氟工作中一定要用科學態度對待每一種方法。

        因此，作為生活與生命休戚相關的飲用水供人們長期飲用，應用反滲透法除氟是不適宜，惟一優點就是水質口感較好。

        采用反滲透方法對無機離子的去除率可高達99%以上，處理過的水幾乎不含任何礦物質，反滲透處理過的水作為一種臨時解渴用水無可非議，但不宜作為日常生活飲水已得到國內外有關實驗證明。

         為什么當前市場上還大量純凈水銷售？國家制定的純凈水標準只是把純凈水作為飲料臨時解渴而不作為飲水，飲料和飲水兩者概念和質均有天壤之別不能混淆。

2、電滲析法

        電滲析法是上個世紀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性的陰陽離子膜放在電滲析槽中,一種膜允許陰離子透過但排斥陽離子,另一種膜則相反,在電場的作用下水中氟離子被膜分離出來而被去除,過去由于水的利用率低約在45-50%比用反滲透還低,而且操作不當還帶來膜面結垢危險降低產水率。現在由于新的EDR集成技術的應用，水的利用率與反滲透不相上下，但水質前處理要求比反參透略低，因此，仍有應用和發展的前景。

        （三）吸附和樹脂交換法：具有特殊吸附和交換作用的這一類制劑進行除氟，吸附飽和后經再生可重復使用，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，也有學者認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程中不給水體增加其它物質，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長的時間，就單純除氟而言仍然是一種廣泛使用的一種方法，因為它對氟有選擇性的去除，而且不吸附其它離子，對水質前置處理的要求不十分嚴格，因此，被廣泛應用。其缺陷在于活性氧化鋁對氟的吸附量比除氟炭凈水組件低幾倍，并且吸附飽和后再生工藝復雜困難，處理后的水中會增加鋁離子和硫酸根離子,今人對水質有苦澀的感覺，而最大的負面影響在于鋁離子的增加長期飲用該水有增加患老年性癡呆的危險性。

        2、沸石和離子交換法

        因技術落后對氟的吸附量低，處理后水噸價成本高已被淘汰。

          3、除氟炭法：

        除氟炭凈水組件法除氟也是吸附法，在世界各地和我國已應用多年的老方法，過去由于生產炭的方法技術落后，質量難以保證，對氟的吸附量也低，有時處理后的水還帶色有味。限制了它的推廣應用。

        現在我中心已成功的解決和研制出生產除氟炭的新方法，所生產炭比過去生產的炭對氟的吸附量高出近一倍,并獲國家發明專利(專利號03122828.3)，經專家委員會評審通過,已獲衛生部關于<涉及飲用水衛生安全的國產產品>衛生許可批件:津衛水字[2006]S0007.用本組件方法除氟與其它法相比其優勢如下:

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

        3.2對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用,也能最大限度的提高水資源的利用率屬節約環保型的方法.

        3.3設備可大可小，不受有電無電時間地區和環境的限制，均可安裝運行屬于各地多處適用型。

        3.4運轉費用比用反滲透法低50%以上，炭吸附飽和后還可再生，水處理的噸價成本遠低于其他方法。因此，具有強大的競爭力。

                                                                                                                              天津市起源新技術開發中心