氟污染

氟污染（fluoride pollution ）是指氟及其化合物引起的环境污染。

主要来源于铝的冶炼、磷矿石加工、磷肥生产、钢铁冶炼和煤炭燃烧过程的排放物。

氟简介
氟是人体必需的微量元素之一。

微量氟有促进儿童生长发育和防龋齿的作用。

成人每日氟化物的摄入量一般为1.0～1.5毫克。

过量摄入则会危害健康。

氟是人类生命活动所必需的微量元素之一，它是骨、牙的正常成分，是形成珐琅质所必需，对骨质疏松有防护作用。

但氟和其他元素一样，过量和不足都对人体健康有害，过量的氟会导致氟中毒，表现为以侵犯牙齿和骨骼为主的全身性慢性损害。

污染来源
自然界的氟多是化合态，主要有：萤石(CaF2)、氟磷灰石【Ca5(PO4)3F】、冰晶石(Na3AlF6)等。

它们都是重要的化工原料,广泛应用于炼铝、磷肥、钢铁以及有机氟高级润滑油。

火箭推进剂的二氟化氧。

氟化肼等工业生产中。

上述工业生产中所排出的含氟废水、废气和废渣都能造成环境污染。

煤的燃烧也会排放出大量含氟废气。

1.铝制造业铝生产主要是采用氧化铝熔于熔融的冰晶石(Na3A1F6)进行电解还原的方
法。

电解过程产生大量氢氟酸和四氟化硅等气体及氟化铝、氟化钙等粉尘。

2.炼铜过程采用萤石(CaF)作助熔剂,所以烟尘中含有大量氟化钙、氟化氢等有害物质;
镁、铝在铸造中亦产生氟化氢及四氟化硅等。

3.磷肥及磷酸生产磷肥及磷酸盐的生产均以磷灰石为原料,而磷灰石含氟量为3~4%。

4.水泥、陶瓷和砖制造业这些企业的生产原料。

粘土中含氟量为0.02~0.3%,在高温烧结
过程中,会逸出氟化钙、四氟化硅及氟化氢,一般都进入大气。

因此对我国农村小砖瓦及小陶瓷厂的排氟量不能忽视。

5.玻璃和搪瓷制造业以及煤的燃烧玻璃制造业的清洗剂和刻蚀剂是氢氟酸,搪瓷器的珐
琅质由含大量氟化物的特殊玻璃等组成;煤在燃烧过程中,约1/2的氟化成各种含氟气体。

危害
吸收氟化物过量，会让儿童的恒牙发育受到影响。

当牙齿形成时，釉质表面的某些区域可能会脱色，严重时牙齿还会出现缺损。

科学家发现，牙齿的氟中毒现象在饮用氟化水的社
区中极为普遍。

人体内的氟直接来自饮水、食物和空气。

经口摄入的氟化物被胃肠吸收，吸收率约为80～97%。

吸收率视氟化物的溶解度和膳食成分等而定。

空气中氟化物有气态氟和尘态氟两种。

气态氟由呼吸道摄入，几乎全部被肺吸收并进入血循环；尘态氟则按颗粒大小分别沉积在上呼吸道、气管和肺泡内。

进入血循环的氟被排泄出去和蓄积下来的约各占一半。

氟的排泄主要通过肾脏（约占85%），其次是胃肠道，少量从汗腺排出。

故尿氟常作为环境医学监测的重要指标。

成年人体内氟的总含量约为2.57克，其中96%以上蓄积在骨和齿等硬组织中。

高浓度氟(如氟化氢)污染可刺激皮肤和粘膜，引起皮肤灼伤、皮炎、呼吸道炎症。

低浓度氟污染对人畜的危害主要为牙齿和骨骼的氟中毒。

牙齿氟中毒表现为牙齿着色、发黄、牙质松脆、缺损或脱落。

骨骼氟中毒表现为腰腿疼、骨关节固定、畸形,X射线检查发现骨质密度增加，关节、韧带钙化等。

近年研究表明，氟化物对人体的毒作用不局限于骨和齿。

氟是一种原生质毒物，易透过各种组织的细胞壁与原生质结合，具有破坏原生质的作用。

在自然状态下，土壤、海水、地面水、地下水都含氟。

地下水含氟量一般为1.0～3.0毫克/升，高氟区可达10～20毫克/升。

高氟区居民长期饮用高氟水，会出现牙齿和骨骼氟中毒。

因发病有明显的地区性，这类氟中毒被称为地方性氟中毒。

饮用水含氟量高有无致畸作用、致突变作用和致癌作用至今尚无定论。

此外，氟污染可以使动、植物中毒，影响农业和牧业生产。

6处理方法
工业生产所排的氟以气态为主,而含氟气体(HF、NaF、SiF4)易溶于水,这就给处理带来便利条件,所以含氟烟气一般采用吸收或吸附法处理。

1.含氟废气的净化含氟烟气具有烟气量大、含氟浓度低、组成复杂、含尘量高的特点。

对含氟气体的粉尘的处理,主要有湿法和干法两种。

(1)湿法除氟:采用液体吸收剂从烟气中吸收氟化氢、四氟化硅等,分离出来的含氟溶液加以处理制成氟化物,可以回收利用。

由于氟化物水溶性很强,吸收很快,可收到很好效果。

国内湿法除氟的工艺,采用先除尘,再经吸收塔、脱水塔、去沫塔至热风炉,最后由烟囱排放,净化率可达90%以上,如经多级吸收可达95%。

含氟废水用钙盐处理,澄清液可循环使用,沉淀可回收氟化物。

湿法除氟设备复杂,费用高,腐蚀严重,有二次污染,国外逐渐用干法取代。

(2)干法除氟:国外在铝行业中已普遍应用干法净化技术。

美国、日本等在钢铁磷肥行业中大量采用氧化钙干法除氟。

干法除氟净化流程简单,处理烟气量大,除氟效率高(一般大于98%),不排含氟废水,无二次污染和设备腐蚀等问题,基建费用和运行费用都较低。

净化剂要选择净化性能好,价廉易购的药剂。

如对于铝厂的烟气,采用氧化铝做净化剂最合适,氧化铝表面积大、微孔多、吸附力强,含氟烟气经过净化剂,氟被吸附在净化剂表面,形成的氟化物可回收,净化后的气体再经除尘过滤器分离排出。

净化设备有固定床、流化床、输送床,其中尤其是输送床最适合处理大烟气量,并可提高气固的接触机会,对完成净化反应很有利。

在实际操作中,为使净化设备简化,可采用排烟管来替代输送床。

2.含氟废水的处理(1)氟化钙沉淀法:钙盐沉淀法广泛用来除氟。

在含氟废水中加入钙盐,使之生成难溶性氟化钙沉淀。

此法适用于处理含氟高的废水,处理后的含氟量可降至12～13毫克/升,另外氟化钙沉淀还可再处理回收。

(2)凝聚沉淀法:此法不需特殊设备,费用较低,但占地面积大,不易连续操作和实行自动化。

在实际应用中常用明矾来除去饮用水中的氟,但明矾的用量很大;聚丙烯酰胺是一种理想的凝聚剂,能使沉降速度加快,固液分离效果明显提高,且泥渣量少,但药剂价格较高。

北京有色金属研究院用石灰加硫酸亚铁和聚丙烯酰胺处理含氟废水,能使残留氟降到10毫克/升以下。

(3)活性铝矾土吸附法:活性铝矾土具有很强的吸附能力,经它处理后可将含氟量降。