氟對人體健康影響很大，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1，輕者造成氟斑牙，重者產生氟骨病，甚者可使機體致殘。人體中的氟主要從飲水中獲得。當水中氟含量≤0.6㎎/L 或≥2.0㎎/L時可使齲齒增加，因此，可以認為水中氟含量具有特殊功能和特別意義2 3 。在GB5749-2006<生活飲用水衛生標準>中明確規定氟含量為≤1.0毫克/升，而且為強制性標準。
我國是一個受地方性氟中毒性疾病威脅比較嚴重的國家， 據有關文獻報導因飲水氟超標而導致氟危害的地區十分廣泛，不僅飲水型地方性氟中毒病情嚴重，而且還有世界上獨有的燃煤型和飲茶型地氟病區，除上海市、海南省外，全國29個省、市、自治區都有地氟病區分布，病區縣達1318個其中飲水型1117個，病區村10萬余個，受威脅人口8000多萬人1。已經實施多年的改水降氟工程，因種種原因重病區的改水率總體不是很高，工程報廢十分嚴重，約40%調查縣報廢率超過25%，高者達80%4。因此改水除氟任務十分堅巨。
目前除氟方法較多，常用的有反滲透法，但長期飲用該水給機體帶來負面影響5。還有電滲析法、活性氧化鋁法、沸石(分子篩)及離子樹脂交換法。而應用高效可再生的除氟劑組成<除氟炭凈水組件>法對飲用水進行大量除氟凈化的報導不多6。我們應用一種自己研制的高效除氟劑組裝成<除氟炭凈水組件>，單獨或和電滲析集成應用對飲用水進行除氟試驗，出水水質按GB5749-2006<生活飲用水衛生標準>的要求，就該法的應用效果和節能降耗、水資源利用率、安裝操作簡易程度、投資運行成本等多項指標和環保的關系與它法進行綜合評估，結果如下：
1. 材料設備與方法
1.1 .材料
1.1.1.高效除氟劑：天津市起源新技術開發中心生產并提供。
1.1. 2.除氟炭凈水組件：按Q/12HQ3530-2006天津市起源新技術開發中心企業產品標準生產。
1.1. 3.電滲析器：自制。聚丙烯異向膜，一級兩段。
1.1.4.手提式酸度計F-20pH/mv計:北京屹源電子儀器科技公司制造。
1.2.方 法
1.2.1. 氟化物含量的測定方法
按衛生部<生活飲用水衛生規范>20.1和20.3測定。
1.2.2.除氟炭凈水組件的生產
按Q/12HQ3530-2006方法生產與操作。
1.2.3. 除氟炭凈水組件的使用方法
按工藝流程安裝高位罐或連接自來水管，連通機械過濾器、除氟炭凈水組件、精密過濾器、流量計和貯水罐 。原水由高位差或自來水產生的壓力注入機械過濾器，然后進入串連的除氟炭凈水組件進行除氟，再進入精密過濾器和流量計完成凈化處理流入貯水罐成為飲用水。
1.2.4.電滲析與除氟炭組件集成應用法
按電滲析器使用要求與除氟炭凈水組件的操作規程組合應用 。
2.結果與討論
2.1.高效除氟劑的產品質量和技術要求檢驗結果見表1。
表1 高效除氟劑的技術要求及檢驗結果
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項目
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指標
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檢驗結果
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粒度(目)
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10—80
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10-40
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pH
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4～11
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合格
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氟吸附量(㎎/g)
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不小于5.0
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6.5
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鉛(µg/g)
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≤10
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合格
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鎘.(µg/g)
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≤1
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合格
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砷(.µg/g)
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≤2
|
合格
|
|
上表可見高效除氟劑的氟吸附量可達6.5，比規定要求高30%，比所見文獻報導高出一倍以上。
2.2.除氟炭凈水組件 X0.15-0.3型的除氟效果觀察
.除氟炭凈水組件的除氟效果經具有法律資質的天津市衛生防病中心按衛生部<生活飲用水水質處理器衛生安全與功能評價規范-一般水質處理器> (2001版)進行衛生功能性檢驗，結果見表2。
表2 除氟炭凈水組件 X0.15-0.3型的除氟效果
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原水氟化物含量(㎎/L)
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出水量
|
除氟后氟化物含量(㎎/L)
|
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3.76
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0.0
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0.076
|
|
3.76
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1/4
|
0.194
|
|
3.76
|
1/2
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0.151
|
|
3.76
|
3/4
|
0.174
|
|
3.76
|
全部
|
0.174
|
|
從表2檢驗結果表明，高效除氟劑的除氟效果非常顯著而且速度迅速。
2.3..除氟炭凈水組件X1000-400型的除氟效果觀察。
該型按每小時產除氟水1.0噸設計，原水由自來水產生的0.2MPa壓力流入由三支直徑400毫米，高1650毫米玻璃鋼柱組裝成的炭柱，每支玻璃鋼柱可裝除氟劑80公斤，柱體間可串聯也可并聯使用進行除氟，處理后的水流入由四支孔經為10微米的噴漿棉組裝成的精密過濾器，然后再經流量計完成凈化處理流入貯水罐成為飲用水，貯水罐中安裝紫外線消毒器，其除氟效果和結果見表3。
表3.除氟炭凈水組件X1000-400型的除氟效果
|
原水源水質除氟化物外
其它符合
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原水氟化物含量
(㎎/L)
|
流量
（L/小時）
|
除氟后氟化物含量
(㎎/L)
|
|
GB5749-2006要求
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2.4
|
1000
|
0.1
|
|
GB5749-2006要求
|
2.4
|
1500
|
0.1
|
|
GB5749-2006要求
|
2.4
|
2000
|
0.5
|
|
GB5749-2006要求
|
2.4
|
2500
|
0.8
|
|
從上表結果可見，除氟效果完全達到原設計要求，并且遠遠超過原組件的性能指標。可認為是高效快速低耗。
2.4. 除氟炭凈水組件法與它法在節能減排效果等項指 標的綜合評估見表4。
表4 除氟炭凈水組件法與它法的綜合評估指標項目
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名稱
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除氟炭凈水組件法
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電滲析除氟炭集成法
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反滲透法
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活性氧化鋁法
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水質前處理濁度/NTU
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≤10
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1－3
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≤0.3
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≤10
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操作人員素質要求
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一般即可
|
一般即可
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高素質
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一般即可
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|
設備型號適應性
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多種任選
|
多種任選
|
少
|
多種任選
|
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長飲后對機體影響
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無影響
|
無影響
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負面影響
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水中增鋁離子
|
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運行成本（元/噸）
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0.5－1.0
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2.0±
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3.0－4.0
|
1.5±
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水資源利用率及排費水
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95%以上費水少
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70%以上費水少
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40-60%多
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80%±費水少
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對節能環保的意義
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節能環保型
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節能環保型
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非環保型
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節能環保型
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上表綜合指標評價說明，除氟炭凈水組件法與它法相比對水質前處理要求不高，對操作人員素質要求和運行成本低，長期飲用對機體不產生負面影響，水資源利用率高、能源消耗和費水排放少，屬資源節約環保型的除氟方法。
3.小結
3.1應用高效飲用水除氟劑組裝成的除氟炭凈水組件對單純性飲用水氟化物超標進行除氟，是一種水資源利用率高、能源消耗少、運行費用低和費水排放少的資源節約環保型的除氟方法。
3.2. 若含鹽量≤3000㎎/L的苦咸水氟超標進行除氟，采用電滲析與除氟炭組件集成應用更佳。
3.3在飲用水除氟中正確選擇除氟方法，對節能減排和環境保護具有非同小可的意義。
參考文獻
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李天源：高工。天津市起源新技術開發中心 地址：天津市南開區二馬路134號 郵編300100。梁增輝：教授， 博士生導，科研指導者。軍事醫學科學院衛生學環境醫學研究所。
