怎樣選擇飲用水除氟方法
來源: 閱讀:4444 更新時間:2008-12-10 15:50一、前言
氟(fu)元素對人(ren)體(ti)(ti)(ti)健康有非常大的(de)影響,是(shi)人(ren)體(ti)(ti)(ti)必需的(de)微(wei)量元素,適量的(de)氟(fu)可促進生長(chang)發育和改善機體(ti)(ti)(ti)的(de)免疫功(gong)能,促進骨(gu)骼和牙齒(chi)的(de)鈣化。攝入過量或不足(zu)都(dou)會對機體(ti)(ti)(ti)產(chan)生危害,幾(ji)乎涉及全(quan)身各組織、器官(guan),是(shi)一種多(duo)靶性器官(guan)的(de)疾病,輕者造成(cheng)氟(fu)斑牙,重者產(chan)生氟(fu)骨(gu)病,甚者可使機體(ti)(ti)(ti)致殘(can)。人(ren)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)的(de)氟(fu)主要是(shi)從食用(yong)水中(zhong)獲得。當(dang)水中(zhong)含氟(fu)量低于0.6毫(hao)克/升時,可使齲齒(chi)增加,大于2.0毫(hao)克/升時,可使牙齒(chi)出現(xian)斑釉(you),人(ren)患(huan)骨(gu)硬化癥(zheng)、手足(zu)抽搐癥(zheng)和腰腿痛癥(zheng)等。我國飲用(yong)水衛生標(biao)準規定氟(fu)含量為小于1.0毫(hao)克/升。
由(you)此可見作(zuo)為日常(chang)生(sheng)活飲用水(shui)(shui)氟(fu)(fu)(fu)(fu)含(han)量(liang)太高(gao)和太低都對(dui)人體健康造成(cheng)害,太低須補氟(fu)(fu)(fu)(fu),即氟(fu)(fu)(fu)(fu)化處(chu)(chu)理(li),如廣州市自(zi)來(lai)水(shui)(shui)從1965年起就實(shi)行了全市自(zi)來(lai)水(shui)(shui)加氟(fu)(fu)(fu)(fu)處(chu)(chu)理(li),維持自(zi)來(lai)水(shui)(shui)中一定的氟(fu)(fu)(fu)(fu)含(han)量(liang)。氟(fu)(fu)(fu)(fu)含(han)量(liang)太高(gao)須除氟(fu)(fu)(fu)(fu)處(chu)(chu)理(li)。
目前常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)除(chu)氟(fu)方(fang)法(fa)(fa)較多(duo),在(zai)生(sheng)活飲用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)方(fang)面常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)有(you)吸附和離(li)(li)子交換(huan)法(fa)(fa):如除(chu)氟(fu)炭(骨炭)凈水(shui)(shui)組件法(fa)(fa);活性氧(yang)化鋁法(fa)(fa);沸(fei)石(shi)(分子篩)及離(li)(li)子樹脂交換(huan)法(fa)(fa);反滲透和電(dian)滲析法(fa)(fa)。根據當(dang)(dang)時(shi)當(dang)(dang)地的(de)(de)水(shui)(shui)質(zhi)和用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)狀(zhuang)況進行(xing)綜(zong)合考慮,但必(bi)須(xu)(xu)遵循(xun)一個原(yuan)則,那就是在(zai)保證涉水(shui)(shui)產(chan)品必(bi)須(xu)(xu)符(fu)合飲水(shui)(shui)最(zui)基(ji)本的(de)(de)要(yao)求:即衛(wei)生(sheng)、安(an)全、健康(kang)和最(zui)好帶有(you)功能,至(zhi)于(yu)功能對(dui)于(yu)飲用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)除(chu)氟(fu)來說那是最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)(de)問(wen)題,因(yin)為氟(fu)對(dui)人(ren)體(ti)的(de)(de)生(sheng)長發育至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao),過多(duo)過少均(jun)對(dui)人(ren)體(ti)有(you)害,因(yin)此(ci),必(bi)須(xu)(xu)小心(xin)謹慎選擇除(chu)氟(fu)方(fang)法(fa)(fa)。下面就上(shang)述所例方(fang)法(fa)(fa)各自原(yuan)理及優劣作簡述。
二、除氟方法概括起(qi)來(lai)有三大類
(一)沉淀法:在(zai)水中(zhong)(zhong)加(jia)氫氧化(hua)(hua)鋁、氫氧化(hua)(hua)鎂、生(sheng)石灰來沉淀水中(zhong)(zhong)的(de)氟(fu),此(ci)法的(de)加(jia)藥量大,除氟(fu)不徹(che)底,僅限于工業使(shi)用(yong)。
(二)電滲析(xi)和反滲透(tou)脫鹽法:兩者除(chu)氟機理不(bu)一,都是去(qu)除(chu)水中的陰陽(yang)離子(zi)的同時去(qu)除(chu)了氟離子(zi)。
1、反滲透(tou)法(fa)
反滲透(tou)均是(shi)用機械壓(ya)力使水(shui)(shui)(shui)分子能(neng)夠(gou)透(tou)過(guo)(guo)一(yi)種特殊膜,氟(fu)(fu)離子則(ze)不能(neng)透(tou)過(guo)(guo)而被去(qu)除(chu)。改革開放以后(hou)反滲透(tou)技術大量(liang)應(ying)用于(yu)生產純(chun)凈水(shui)(shui)(shui),因(yin)此,在(zai)除(chu)氟(fu)(fu)中也(ye)(ye)被人們大量(liang)應(ying)用,這種除(chu)氟(fu)(fu)的(de)(de)方(fang)法既(ji)去(qu)掉水(shui)(shui)(shui)中影響(xiang)人體(ti)健(jian)康的(de)(de)有(you)(you)毒有(you)(you)害(hai)的(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi),同時(shi)也(ye)(ye)去(qu)除(chu)了(le)對人體(ti)十分有(you)(you)益的(de)(de)礦物(wu)質(zhi)(zhi)和(he)微量(liang)元素。對水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)前(qian)處理要求高需集中建(jian)站由專業人員進行操作維修和(he)管(guan)理,造(zao)價昂貴(gui)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)利用率(lv)也(ye)(ye)低{約50-70℅}。若在(zai)苦(ku)咸水(shui)(shui)(shui)地(di)區(qu)也(ye)(ye)宜采用反滲透(tou)法與除(chu)氟(fu)(fu)炭法混合型設(she)計(ji)為妥,這樣既(ji)能(neng)解決苦(ku)咸水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)口(kou)感問題,也(ye)(ye)使水(shui)(shui)(shui)中含有(you)(you)一(yi)定量(liang)的(de)(de)氟(fu)(fu)及其它礦物(wu)質(zhi)(zhi)和(he)微量(liang)元素,時(shi)同也(ye)(ye)最(zui)大限(xian)度(du)地(di)提高了(le)水(shui)(shui)(shui)資源和(he)設(she)備的(de)(de)利用率(lv)。
如(ru)果單純用反滲透法(fa)除氟作為人(ren)們(men)的(de)(de)生活(huo)飲(yin)(yin)(yin)用水(shui)長期飲(yin)(yin)(yin)用,這(zhe)樣可(ke)能(neng)給人(ren)體(ti)帶來一(yi)個極其重(zhong)要的(de)(de)負面影響。據文獻報導:長期飲(yin)(yin)(yin)用這(zhe)類(lei)純度高的(de)(de)飲(yin)(yin)(yin)水(shui)可(ke)對機體(ti)產生不(bu)良(liang)的(de)(de)負面效應。例如(ru):
1.1甘日華等研究認為短期(3個(ge)月(yue))飲用純凈(jing)水可致(zhi)大鼠脾臟、血(xue)(xue)常規、血(xue)(xue)生化(hua)、血(xue)(xue)電解(jie)質等與自來水組(zu)相(xiang)(xiang)比均有(you)不同程(cheng)度的(de)差異和變化(hua),長期(6個(ge)月(yue))飲用純凈(jing)水致(zhi)血(xue)(xue)清(qing)電解(jie)質、滲(shen)透壓降低、血(xue)(xue)磷(lin)升高,可能是由于體內調(diao)節鈣、磷(lin)的(de)內分泌腺功能改變導(dao)致(zhi)肝功能障礙,這(zhe)一研究與湯先偉等人研究的(de)純凈(jing)水組(zu)小鼠血(xue)(xue)清(qing)總蛋白、白蛋白低于自來水組(zu)結(jie)果相(xiang)(xiang)一致(zhi)。
1.2張照英和(he)甘(gan)日(ri)華等各(ge)自的另一(yi)項研究都(dou)證明,長期飲用純凈水可引起大鼠血(xue)鎂(mei)降(jiang)低,可能導致脂質(zhi)代謝障礙,血(xue)脂增(zeng)(zeng)高,MDA生(sheng)成增(zeng)(zeng)多,進一(yi)步(bu)損(sun)傷(shang)血(xue)管內皮,這些(xie)變化勢必會影響到(dao)心血(xue)管系(xi)統,成為某些(xie)疾病(AS)的誘因。
1.3甘(gan)瑞(rui)霞等(deng)在研究四種飲水(shui)的(de)(de)安(an)全性(xing)評價時(shi)指出,染毒(指飲純(chun)凈水(shui))四周時(shi)雄性(xing)小(xiao)(xiao)鼠(shu)的(de)(de)胸腺指數(shu)明(ming)顯低于(yu)對(dui)照(zhao)(zhao)組(zu),六(liu)周時(shi)飲用純(chun)凈水(shui)的(de)(de)雌性(xing)動(dong)物(wu)的(de)(de)體重明(ming)顯減輕(qing),小(xiao)(xiao)鼠(shu)足趾腫脹(zhang)度明(ming)顯高(gao)于(yu)對(dui)照(zhao)(zhao)組(zu),與對(dui)照(zhao)(zhao)組(zu)比(bi)有顯著(zhu)差異。
1.4李金宏明確指出長(chang)期喝純凈水易缺鈣(gai)。
1.5白曉(xiao)慧等在研究飲(yin)用水水質安全(quan)性(xing)及(ji)保障措施時(shi)明確提出:飲(yin)用水水質安全(quan)要考(kao)慮三個方面的(de)意義,即去除(chu)或(huo)降低水中有(you)(you)致病性(xing)生物(wu)、微生物(wu)和(he)(he)病毒;去降水體(ti)(ti)的(de)各種(zhong)污染物(wu)和(he)(he)對機體(ti)(ti)有(you)(you)毒害作(zuo)用的(de)物(wu)質;同時(shi)應保持(chi)一定(ding)濃(nong)度的(de)人體(ti)(ti)健康所(suo)必需的(de)各種(zhong)礦物(wu)質和(he)(he)微量(liang)元素。
1.6現(xian)在(zai)已(yi)有研究發現(xian),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(si)亡率,在(zai)保證(zheng)飲(yin)水中總礦物(wu)質(zhi)濃(nong)度的前(qian)提下(xia),全(quan)面(mian)、均(jun)衡、按比例(li)的補(bu)充(chong)礦物(wu)質(zhi)至關重要(yao)。因(yin)單一(yi)的礦物(wu)質(zhi)濃(nong)度對(dui)健康(kang)的影響具有不確切性。因(yin)此我們在(zai)除(chu)氟工作中一(yi)定要(yao)用科學態度對(dui)待每一(yi)種方法。
因此,作為生(sheng)活與(yu)生(sheng)命休戚相(xiang)關(guan)的飲用(yong)水(shui)供人們長(chang)期(qi)飲用(yong),應用(yong)反滲透法(fa)除氟(fu)是不(bu)適宜,惟一優(you)點就(jiu)是水(shui)質口感較好。
采用(yong)反滲(shen)透方法對無機離子的(de)去除(chu)率可高(gao)達99%以上(shang),處理過(guo)的(de)水(shui)幾乎不(bu)含任何礦物質,反滲(shen)透處理過(guo)的(de)水(shui)作為(wei)一(yi)種臨時(shi)解渴用(yong)水(shui)無可非議,但不(bu)宜(yi)作為(wei)日常生活飲水(shui)已得到國內外有關(guan)實驗證明(ming)。
為什么當前市場上還大(da)量(liang)純凈水(shui)銷售?國家制定(ding)的純凈水(shui)標準只是把(ba)純凈水(shui)作為飲(yin)料臨時解渴而不(bu)作為飲(yin)水(shui),飲(yin)料和飲(yin)水(shui)兩者(zhe)概(gai)念和質均有天壤之別不(bu)能混(hun)淆。
2、電滲析法
電(dian)滲(shen)析法是上(shang)個世紀用(yong)(yong)(yong)于(yu)海(hai)水(shui)(shui)(shui)淡化和咸苦水(shui)(shui)(shui)處理(li)的(de)(de)一種(zhong)裝(zhuang)置,原理(li)是將具有選(xuan)擇透(tou)過(guo)性的(de)(de)陰(yin)陽離(li)子(zi)膜(mo)放在(zai)電(dian)滲(shen)析槽中,一種(zhong)膜(mo)允(yun)許陰(yin)離(li)子(zi)透(tou)過(guo)但排(pai)斥(chi)陽離(li)子(zi),另(ling)一種(zhong)膜(mo)則(ze)相(xiang)反(fan),在(zai)電(dian)場的(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)下(xia)水(shui)(shui)(shui)中氟離(li)子(zi)被(bei)膜(mo)分(fen)離(li)出來(lai)而被(bei)去除,過(guo)去由(you)于(yu)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)利用(yong)(yong)(yong)率低(di)約在(zai)45-50%比(bi)用(yong)(yong)(yong)反(fan)滲(shen)透(tou)還低(di),而且操作不當還帶來(lai)膜(mo)面結(jie)垢危險降低(di)產(chan)水(shui)(shui)(shui)率。現在(zai)由(you)于(yu)新(xin)的(de)(de)EDR集(ji)成技(ji)術的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong),水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)利用(yong)(yong)(yong)率與反(fan)滲(shen)透(tou)不相(xiang)上(shang)下(xia),但水(shui)(shui)(shui)質(zhi)前(qian)處理(li)要求比(bi)反(fan)參透(tou)略低(di),因(yin)此,仍有應用(yong)(yong)(yong)和發展的(de)(de)前(qian)景。
(三(san))吸附和(he)樹(shu)脂(zhi)交(jiao)換(huan)法:具有(you)特殊(shu)吸附和(he)交(jiao)換(huan)作用的(de)(de)這一類制劑(ji)進(jin)行除氟(fu)(fu),吸附飽和(he)后(hou)經再生可重復使用,其中有(you)除氟(fu)(fu)炭、羥基(ji)磷(lin)酸鈣、活性氧化(hua)(hua)鋁、沸石、離子交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)。其中除氟(fu)(fu)碳的(de)(de)除氟(fu)(fu)原理(li)與羥基(ji)磷(lin)酸鈣(Ca10(PO4)6.(OH)2)相(xiang)同,也有(you)學者認為除氟(fu)(fu)炭就是(shi)未純化(hua)(hua)的(de)(de)羥基(ji)磷(lin)酸鈣,這兩種(zhong)制劑(ji)在凈(jing)化(hua)(hua)處(chu)理(li)水的(de)(de)過程中不(bu)給水體增加(jia)其它物質,是(shi)目前在除氟(fu)(fu)中最(zui)推崇最(zui)常(chang)選的(de)(de)方法。
1、活性氧化鋁法
活(huo)(huo)性(xing)(xing)氧化鋁法除(chu)(chu)氟(fu)(fu)和除(chu)(chu)氟(fu)(fu)炭除(chu)(chu)氟(fu)(fu)已有(you)相(xiang)當長的時間,就單純除(chu)(chu)氟(fu)(fu)而言(yan)仍然是一種廣(guang)泛使用的一種方(fang)法,因(yin)為(wei)它對氟(fu)(fu)有(you)選擇(ze)性(xing)(xing)的去(qu)除(chu)(chu),而且不吸附其它離子(zi),對水(shui)質前置處理(li)的要求不十分嚴格,因(yin)此,被廣(guang)泛應用。其缺陷在(zai)于活(huo)(huo)性(xing)(xing)氧化鋁對氟(fu)(fu)的吸附量比除(chu)(chu)氟(fu)(fu)炭凈水(shui)組件低幾倍,并且吸附飽和后再生工藝復(fu)雜困難,處理(li)后的水(shui)中會增(zeng)加(jia)鋁離子(zi)和硫酸根離子(zi),今(jin)人(ren)對水(shui)質有(you)苦澀的感(gan)覺,而最大(da)的負(fu)面(mian)影(ying)響在(zai)于鋁離子(zi)的增(zeng)加(jia)長期飲用該水(shui)有(you)增(zeng)加(jia)患老年性(xing)(xing)癡(chi)呆的危險性(xing)(xing)。
2、沸石(shi)和離子(zi)交換法
因(yin)技術落后(hou)對氟的吸附量低,處理后(hou)水噸價成本(ben)高已(yi)被淘汰。
3、除(chu)氟炭法:
除氟炭(tan)凈水(shui)組件法除氟也(ye)是吸(xi)附法,在(zai)世(shi)界各地和我(wo)國已應(ying)用多(duo)年的老方法,過去(qu)由于(yu)生產炭(tan)的方法技術落后,質量難(nan)以保證,對(dui)氟的吸(xi)附量也(ye)低(di),有時處理后的水(shui)還帶色有味。限(xian)制了它的推廣應(ying)用。
現在我中心(xin)已成功(gong)的(de)解決和研(yan)制(zhi)出生產(chan)除氟(fu)炭(tan)的(de)新方法(fa),所生產(chan)炭(tan)比過去生產(chan)的(de)炭(tan)對氟(fu)的(de)吸(xi)附量高出近一倍,并獲國家發明專利(li)(專利(li)號(hao)03122828.3),經專家委員(yuan)會評審(shen)通過,已獲衛生部關于<涉及飲(yin)用水衛生安全的(de)國產(chan)產(chan)品>衛生許(xu)可批件:津衛水字[2006]S0007.用本(ben)組(zu)件方法(fa)除氟(fu)與其(qi)它法(fa)相比其(qi)優勢如(ru)下(xia):
3.1對(dui)氟有非常優良(liang)單一的選擇性(xing)吸附作用,比活性(xing)氧化鋁對(dui)氟的吸附量(liang)高出數倍,處理的水(shui)不增加水(shui)中其(qi)它離子。滿(man)足了除氟后水(shui)質還(huan)是(shi)具有衛(wei)生、安(an)全、健康、功能四(si)大要求。
3.2對水(shui)的利用(yong)率非常高(gao)幾乎(hu)100%,即使是苦咸水(shui)除氟采(cai)用(yong)和(he)其(qi)它(ta)方(fang)(fang)法混合應用(yong),也能最(zui)大限度的提高(gao)水(shui)資源的利用(yong)率屬節約環保型的方(fang)(fang)法.
3.3設(she)備可(ke)大可(ke)小,不受(shou)有電(dian)無電(dian)時間地(di)區和環境的限制(zhi),均可(ke)安裝運行屬(shu)于各地(di)多處適用型。
3.4運(yun)轉費用比(bi)用反(fan)滲透法低50%以(yi)上,炭(tan)吸(xi)附飽和后還可再生,水處理的噸(dun)價(jia)成本遠(yuan)低于其他方法。因(yin)此,具有強大的競爭力。
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