一、高氟水的危害及分布
氟是一种非金属化学元素，化学性质非常活泼，自然界中都是以各种化合物的状态存在，广泛存在于岩石、土壤、海洋中，在地球上的分布是相当广泛的。氟对于人体有利的方面非常窄，氟高了以后容易造成氟中毒。氟在日常生活中的应用范围还是很广的，包括医药、化工、航天、原子能等方面都有应用。比如氟化钠本身是一种毒物，但是也可以作为药物或者杀虫剂来使用。
当人长时间饮用氟化物超标的水后容易引起氟中毒。早期表现为疲乏无力、食欲不振、头晕、头痛、记忆力减退等症状。过量的氟进入人体后，主要沉积在牙齿和骨骼上，形成氟斑牙和氟骨症，同时对其他一些软组织也有损伤，氟斑牙不仅破坏牙齿的结构，而且会影响到咀嚼和消化功能。氟是一种原生质的毒物，进入体内后就会破坏细胞壁，使人身体内很多酶的活性受到影响同时导致钙大量沉积在血管上，造成血管钙化，引起动脉硬化。
我国高氟水地区，主要分布在西北、内蒙古这样一些干旱、半干旱的地区，这些地区降水较少，经过长年累月的冲击积累，还有大量水分蒸发使得氟浓缩在这一地区，这样的地貌地区的地下水的氟含量就比较高。内蒙古、宁夏、甘肃等地区就属于干旱、半干旱、草原的一个过渡地区，蒸发量很大，降水量很少，容易导致地区性水源氟化物超标。我国地方性氟中毒的面积比较大，世界上除了我国还有印度都是地方性氟中毒比较重的国家，在我国除了上海、海南、台湾到目前还没有发现氟中毒，其他各个省市自治区都有地方性氟中毒不同程度的流行。内蒙古的氟中毒在全国是比较重的，主要是以饮水型氟中毒为主，内蒙古现在101个旗县中有77个旗县存在饮水型氟中毒，生活在高氟地区的人口大约为600万。氟斑牙患者现在已经降到了170万，原来在没有改水前大约是230万。
二、去除水中氟化物的常用方法
目前除氟方法相对较多，概括起来主要有沉淀法、吸附和离子交换法、电渗析和反渗透脱盐法几大类。目前，普遍常用饮用水除氟的方法主要有混凝沉淀法、活性电渗析与反渗透、氧化铝吸附过滤等方法。
选择除氟方法一般要依据当地当时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卫生、安全、健康的最基本和最好带有功能。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。其中美国、法国及德国常利用活性氧化铝（厂家推荐）或磷酸三钙作为吸附剂对高氟水进行除氟处理的。美国与法国常先用硫酸把原水的pH值调至5.5，再利用活性氧化铝或磷酸三钙滤层除去水中所含的氟，出水再用氢氧化钠调回到pH值为7.0。而德国却常利用二氧化碳降低进水的pH值。俄罗斯主要利用活性氧化铝吸附和铝盐混凝沉淀法除氟，印度的小型机体饮水除氟设备原理是混凝沉淀法。目前我国除氟最常用的方法包括活性氧化铝和骨炭滤层吸附法及混凝沉淀法、电渗析法等。
- 混凝沉淀法
利用混凝沉淀去除水中所含的氟离子时使用的混凝剂主要有铝盐(明矾、聚合氯化铝、硫酸铝、聚合碱式氯化铝)、钙化物(氧化钙、硫酸钙、磷酸钙)、镁化合物(氧化镁、氢氧化镁、硫酸镁)。其中聚合氯化铝应用最多，效果最好。
利用聚合氯化铝除氟的原理如下：聚合氯化铝分子式为Al(OH)NCl3-。当聚合氯化铝溶于水时。迅速水解，形成单核或多核水铝复合物[Al(OH)6]并进行水解反应：
[Al(H2O)6]3+ +H2O→[Al(OH)(H2O)5]2+ +H3O+
[Al(OH)(H2O)5]2+ +H2O→[Al(OH)2(H2O)4]+ +H3O+
[Al(OH)2(H2O)4]+ +H2O→[Al(OH)3(H2O)3]↓+H3O+
通过上述水解反应生成的不溶沉淀物[Al(OH)3(H2O)3]将氯离子吸附，并与之共同沉淀从而以除去水中氟离子。
聚合氯化铝混凝沉淀法主要的缺点是投药量大，除氟效果也不稳定，同时产生一定量废渣。
因此聚合氯化铝混凝沉淀法除氟只适用于含氟量<5mg/L，碱度高的软水除氟。
- 电渗析法与反渗透法
电渗析与反渗透法去除水中氟离子的方法，虽然其除氟机理不一，但都是去除水中的阴阳离子的同时去除水中的氟离子。其中电渗析法是制取纯水的一种常用方法，其原理是利用在直流电场的作用下，溶液中可溶性离子迁移。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。利用电渗析除氟是在脱盐的基础上实现降氟的，较适合于咸水高氟水的除氟使用。而反渗透除氟法的原理是用机械压力使水分厂能够透过一种特殊膜，而其中氟离子则不能透过而被去除。这种除氟的方法既能除去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且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却较低。不适于
大面积的使用推广。
- 活性氧化铝法
活性氧化铝是一种多孔吸附剂，通常用Al2O3·nH2O表示。其具有各种不同大小的粒径，其中除氟装置中所用的活性氧化铝的粒径一般为28-48目。在利用活性氧化铝处理高氟水时，由于氧化铝本身并无多大的降氟能力，需要利用酸性溶液使其活化。目前，世界范
围内应用最广泛的是活性氧化铝法。最著名及运行时间最长的除氟装置是美国公共卫生局1952年建于得克萨斯州Bartlett的装置。该装置除氟的滤料选用活性氧化铝，且基本上一直用原先的滤料运行直到20世纪80年代。
活性氧化铝除氟具有以下优点：a.具有较高的氟交换能力；b.其除氟能力不受水中硫酸根和氯根的影响；c.其对水中的氟有选择性的去除，不吸附其他离子；d.其对前处理要求不十分严。基于上述优点，活性氧化铝除氟得到广泛的应用，但其对氟的吸附量较低，且吸附饱和后再生工艺复杂困难。并且其处理后的水由于铝离子和硫酸根离子的增加而有苦涩的口感，且长期饮用会增加患老年痴呆的危险。
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