土壤氟污染综述

土壤氟污染综述

姓名：高明辉

班级：环境工程2班

学号：201230770040

摘要

氟是人体内不可缺少的微量成分，日常摄入适量的氟，有益于预防蛀牙，而氟含量过多或者过少都是对人体不利的。随着工业的发展，大量的氟被人们排放到大自然中。水中氟含量过高，会直接影响到人们生活饮用水的质量，世界上有29个国家不同程度的遭受饮用水含氟浓度超标的困扰，尤其是我国，目前饮用高含氟水的人口超过 2.6亿，饮水除氟势在必行。本文将对氟在土壤中的存在形态，对产生的危害以及土壤氟污染的防治进行论述。

关键词：氟；土壤；污染及防治；

一、土壤中氟污染概况

1.1污染来源

氟是地球上分布广泛的元素之一，在地壳中的含量较为丰富，约为0.06%一0.090%，居第13位，也是电负性最强的元素，几乎能与其它所有元素相互作用，因此自然界中不存在氟单质，大都以无机化合物的状态存在于空气、土壤、水和一切有生命的物质中。氟在常温下为淡黄色气体，能与很多物质发生化学反应，和水可以立即反应，所以在大多数情况下显出与氟化氢同样的毒性，在酸性介质中氟能形成可溶性有机物，在碱性介质中多以氟离子形式存在。自然界中矿物、岩石、土壤中都含有氟元素，矿石中氟化物的含量范围为804700 m妙g。地下水中不同程度的含有氟离子，主要取决于地下水所流经的矿石、土壤情况以及温度、pH等因素。含氟的矿石主要有:萤石(CaFZ )，氟磷灰石(CaF2}3 Ca3(P04)z)和冰晶石(Na3AlF6 ) 。氟是以不同形态进入环境的，进入大气的氟主要以气态的四氟化硅( SiF4 ),氟化氢(HF)和含氟粉尘的形式存在，进入水体的氟主要以离子状态存在进入固体废弃物中的氟则以氟化钙(CaF2)等稳定的化合物形态存在。由于氟及其化合物在工农业中的应用越来越广泛，其对环境的污染也在加剧，由于含氟矿石的开采、氟化盐生产、金属冶炼、铝加工、焦碳、玻璃、电子、电镀、化肥、化工、农药及火力发电等行业的迅猛发展，含氟废水大量得排放，导致周围的自然环境包括土壤中的氟含量增加。

1.2土壤对氟的吸附

土壤的吸附作用主要有俩种：

(1)交换吸附

吸附质离子由于静电引力作用聚集到土壤表面，同时土壤释放等当量层间可交换性阳离子，完成吸附过程，吸附结合力为离子键。对有机离子吸附质，大分子比小分子更易被吸附，因为有机大离子与蒙脱石作用时不仅阳离子交换起作用，范德华力也起相当大作用，离子越大，范德华力越大，被吸附也越多。

(2)物理吸附

由于水中的吸附质与土壤吸附剂间的分子引力作用，水中待处理污染物被吸附。物理吸附在低温下就能进行，但由于吸附质与吸附剂作用力主要是范德华力，所以吸附选择性不强。

土壤吸附氟的机理是比较复杂的，有研究者认为是在带正

电荷的胶体补偿层中，氟与一OH离子进行交换。同样也与土壤粘土矿物晶格中的一OH发生交换。F主要是通过与层状硅酸盐、无定形铁铝氧化物和土壤腐殖质上的经基(一OH)交换而被吸附的。这样在高pH的环境中(即盐碱地中)，土壤中难溶的氟化物CaFz在OH一作用下即游离出氟离子，使土壤中氟的活性增加，易被植物吸收。植物吸收氟与吸收铝的数量呈高度正相关。因为F一A1络合物是氟进人植物并发生运转的主要形态。

土壤对氟吸附能力的强弱取决于土壤粘粒和有机质的含量及其组成，也受土壤的pH和离子本性的制约。土壤成分的变化既影响吸附量，也影响土壤对离子的选择性。如腐殖质对钙离子有强烈的选择性，而水合氧化物则对两价重金属离子偏好。土壤中有机质含量的增加，会提高土壤的CEC，降低对磷酸的固定，而有机质对钙离子的偏好则为良好土壤结构的形成提供可能。改变土壤的pH可改变土壤中可变电荷的数量或符号，并影响专性吸附量及其对重金属离子的选择性。在土壤有机质和水分状况的联合作用下，水合氧化物可增加活化或老化的程度，从而影响土壤的吸附性。合理的轮作和耕作，包括增施有机肥料以及在酸性土壤中施用石灰或石灰石粉，可在不同程度上引起吸附性所包含的许多过程的变化，从而改善土壤化学环境。由于土壤有机质中若干低分子脂肪酸、草酸以至腐殖酸等常因其性质和浓度的不同，影响土壤对氟的吸附量，从而对作物生长或其促进作用或其抑制作用。土壤的氟吸附量随着加人氟浓度的增加而增加，不同土壤类型有差异。花岗岩发育的土壤氟吸附量远大于紫红色砂页岩和红砂岩发育的土壤;同为花岗岩发育的土壤，其氟吸附量红壤>赤红壤>黄棕壤>砖红壤;同一土壤剖面的不同层次，含较多粘粒和DCB浸提铁、铝的层次，氟吸附量较大。

1.3影响因素

风向、降水等级对土壤氟污染的强度、程度有显著影响.下风向比上风向土壤污染严重，降水量大而季节性明显的地区土壤氟污染较轻。

二、氟污染造成的危害

2.1对人体的危害

人体氟的总量为0.74 ~4.76 g，平均2.57 g。正常成人的血液含氟量总是保持一定浓度，血液的含氟增高，是诊断地方性氟病的特异性指标之一。肾脏是氟的主要排泄器官。体内75%的氟由尿排出，13一19%由粪便排出，7一10%由汗排出，只有微量的氟通过毛发、指甲和乳腺排出。人的尿氟含量主要与饮水中氟含量有密切关系，尿氟的排泄情况，在诊断地方性氟病上有很大的意义，如果尿氟增高，也是一项重要的特异性指标。氟对人体的生理作用,目前还不十分明了。一般认为，氟是参与人体正常代谢的化学物质，可以促进牙齿和骨骼的钙化，对于神经兴奋的传导和参与代谢的酶系统都有一定的作用。氟被吸收后，通过吸附和离子交换，在组织和牙齿中取代轻基磷灰石的轻基，使之转化为氟磷灰石，在牙齿的表面形成坚硬的保护层，使硬度增高，能够抵抗酸性腐蚀、掏嗜酸菌的活性，并抵抗某些酶类对牙齿的不利影响。当人体缺氟时，易发生龋齿，这在儿童身上表现尤为明显。在氟污染地区主要是氟过剩。

由氟过剩所导致的疾病统称为氟病。轻度的氟病首先反映在牙齿上，重度的氟病除患有严重的“斑釉齿”外主要是骨质病变、肌肉萎缩、肢体变形等症状，又称“氟骨症”。氟骨症主要是由于氟化物大量地在骨骼中沉积，影响骨质的正常发育生成，促进韧带钙化和骨质硬化(或疏松)，进而导致肢体变形、关节强直、肌肉萎缩。临床表现为腰腿和大关节疼痛、运动障碍、弯腰驼背、四肢畸形、瘫痪。

2.2对土壤的影响

（1）氟对土壤酶活性有一定影响，但影响存在差异，与土壤类型、土壤酶种类和加入氟浓度等有羌氟对潮土过氧化氢酶活性没有产生影响，加入氟超过600 mg /kg，氟对黄棕壤过氧化氢酶活性产生明显抑制作用。氟对黄棕壤碱性磷酸酶活性无影响，但在潮土中，氟超过400 mg /kg时，对潮土碱性磷酸酶活性产生明显抑。氟对中性磷酸酶活性影响在黄棕壤和潮土中表现是一致的，加入氟600 mg /kg，中性磷酸酶活性明显降不氏氟对黄棕壤酸性磷酸酶活性影响较潮土小，在潮土中，加入氟达到600 mg /kg时，氟对潮土酸性磷酸酶活性有明显抑制作用，而在黄棕壤中加入氟达到1 000 mg /kg时才会抑制土壤酸性磷酸酶活性服酶活性对氟最为敏感，在黄棕壤中，加入氟超过200 mg /kg，氟的作用便表现出来，土壤服酶活性明显降低在潮土中，氟对服酶活性的抑制作用稍弱，加入氟400 mg /kg，