氟污染是指氟及其化合物引起的環境污染。主要來源於鋁的冶煉、磷礦石加工、磷肥生產、鋼鐵冶煉和煤炭燃燒過程的排放物。氟污染 (fluoride, pollution)指氟及其化合物對環境所造成的污染。主要來源於鋁的冶煉、磷礦石加，工、磷肥生產、鋼鐵冶煉和煤炭燃燒過程的排放物。氟化氫和四氟化矽是主要的氣態污染物。電鍍、金屬加工等工業的含氟廢水，以及用洗滌法處理含氟廢氣釣洗滌水，排放後會造成水污染。含氟煙塵的沉降或經降水的淋洗，會使土壤和地下水受污染。氟是積累牲毒物，植物葉子、牧草能吸收氟，牛羊等牲畜吃了這種被污染食料，會引起關節腫大、蹄甲變長、骨質：變松，至癱臥不起。人攝入過量的氟，在體內會干擾多種酶的活性，破壞鈣、磷的代謝平衡，出現牙齒脆甥、生斑，骨骼、關節變形等症狀的氟骨病。
基本介紹
- 中文名：氟污染
- 外文名：fluoride pollution
- 解釋：氟及其化合物引起的環境污染
- 主要來源：於鋁的冶煉、磷礦石加工
- 氣態污染物：氟化氫和四氟化矽
- 患病：氟骨病等
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簡介
氟污染 (fluoride, pollution)指氟及其化合物對環境所造成的污染。主要來源於鋁的冶煉、磷礦石加，工、磷肥生產、鋼鐵冶煉和煤炭燃燒過程的排放物。氟化氫和四氟化矽是主要的氣態污染物。電鍍、金屬加工等工業的含氟廢水，以及用洗滌法處理含氟廢氣釣洗滌水，排放後會造成水污染。含氟煙塵的沉降或經降水的淋洗，會使土壤和地下水受污染。氟是積累牲毒物，植物葉子、牧草能吸收氟，牛羊等牲畜吃了這種被污染食料，會引起關節腫大、蹄甲變長、骨質：變松，至癱臥不起。人攝入過量的氟，在體內會干擾多種酶的活性，破壞鈣、磷的代謝平衡，出現牙齒脆甥、生斑，骨骼、關節變形等症狀的氟骨病。地方性氟中毒是同地理環境中氟的豐度有關，為世界性地方病，這是由於當地岩石、土壤中含氟量過高，造成飲冰和食物中氟含量過高而造成的。每人每天需氟量為1.0～1.5mg，其中65%來自飲水，35%來自食物。水中含氟量如大於1.0mg/L，氟斑牙患病率隨含氟量增加而上升；如在4.0mg/L以上，則出現氟骨症。中國規定居民區大氣中氟的日平均最高容許濃廢為0.007mg/m3，車間空氣中氟化氫為1mg/m3，氫氟酸的鹽類(折算成HF)為1mg/m 3地面水中氟(無機化合物)為1.0mg/L，飲用水中氟化物濃度不得超過1.0mg/L。
氟化氫
氟簡介
氟是人體必需的微量元素之一。微量氟有促進兒童生長發育和防齲齒的作用。成人每日氟化物的攝入量一般為1.0～1.5毫克。過量攝入則會危害健康。
氟是人類生命活動所必需的微量元素之一，它是骨、牙的正常成分，是形成琺瑯質所必需，對骨質疏鬆有防護作用。但氟和其他元素一樣，過量和不足都對人體健康有害，過量的氟會導致氟中毒，表現為以侵犯牙齒和骨骼為主的全身性慢性損害。
污染來源
自然界的氟多是化合態，主要有：螢石(CaF2)、氟磷灰石【Ca5(PO4)3F】、冰晶石(Na3AlF6)等。它們都是重要的化工原料,廣泛套用於煉鋁、磷肥、鋼鐵以及有機氟高級潤滑油。火箭推進劑的二氟化氧。氟化肼等工業生產中。上述工業生產中所排出的含氟廢水、廢氣和廢渣都能造成環境污染。煤的燃燒也會排放出大量含氟廢氣。
1.鋁製造業鋁生產主要是採用氧化鋁熔於熔融的冰晶石(Na3A1F6)進行電解還原的方法。電解過程產生大量氫氟酸和四氟化矽等氣體及氟化鋁、氟化鈣等粉塵。2.煉銅過程採用螢石(CaF)作助熔劑,所以煙塵中含有大量氟化鈣、氟化氫等有害物質;鎂、鋁在鑄造中亦產生氟化氫及四氟化矽等。3.磷肥及磷酸生產磷肥及磷酸鹽的生產均以磷灰石為原料,而磷灰石含氟量為3?4%。4.水泥、陶瓷和磚製造業這些企業的生產原料。粘土中含氟量為0.02~0.3%,在高溫燒結過程中,會逸出氟化鈣、四氟化矽及氟化氫,一般都進入大氣。因此對我國農村小磚瓦及小陶瓷廠的排氟量不能忽視。5.玻璃和搪瓷製造業以及煤的燃燒玻璃製造業的清洗劑和刻蝕劑是氫氟酸,搪瓷器的琺瑯質由含大量氟化物的特殊玻璃等組成;煤在燃燒過程中,約1/2的氟化成各種含氟氣體。
危害
吸收氟化物過量，會讓兒童的恆牙發育受到影響。當牙齒形成時，釉質表面的某些區域可能會脫色，嚴重時牙齒還會出現缺損。科學家發現，牙齒的氟中毒現象在飲用氟化水的社區中極為普遍。
人體內的氟直接來自飲水、食物和空氣。經口攝入的氟化物被胃腸吸收，吸收率約為80～97%。吸收率視氟化物的溶解度和膳食成分等而定。空氣中氟化物有氣態氟和塵態氟兩種。氣態氟由呼吸道攝入，幾乎全部被肺吸收並進入血循環；塵態氟則按顆粒大小分別沉積在上呼吸道、氣管和肺泡內。進入血循環的氟被排泄出去和蓄積下來的約各占一半。氟的排泄主要通過腎臟（約占85%），其次是胃腸道，少量從汗腺排出。故尿氟常作為環境醫學監測的重要指標。成年人體內氟的總含量約為2.57克，其中96%以上蓄積在骨和齒等硬組織中。高濃度氟(如氟化氫)污染可刺激皮膚和黏膜，引起皮膚灼傷、皮炎、呼吸道炎症。低濃度氟污染對人畜的危害主要為牙齒和骨骼的氟中毒。牙齒氟中毒表現為牙齒著色、發黃、牙質鬆脆、缺損或脫落。骨骼氟中毒表現為腰腿疼、骨關節固定、畸形,X射線檢查發現骨質密度增加，關節、韌帶鈣化等。近年研究表明，氟化物對人體的毒作用不局限於骨和齒。氟是一種原生質毒物，易透過各種組織的細胞壁與原生質結合，具有破壞原生質的作用。動物實驗表明，氟可以抑制脂肪酶、骨質磷酸酶和尿素酶等酶的活性，引起物質代謝紊亂。氟還可使甲狀旁腺代償性增生，干擾骨的鈣磷代謝。大量氟能使實驗動物的腎結構改變，並降低腎小管功能。但對人體來說,氟對腎的損害並不明顯。氟中毒造成骨硬化,韌帶、關節囊鈣化，椎管及椎間孔變窄後，可壓迫脊髓神經根而導致麻痹、癱瘓。實驗氟中毒可損害心肌，使細胞線粒體斷裂和肌原纖維變性。氟還可抑制內分泌作用，對生殖腺、腎上腺和胰腺產生不良影響。另據報導，經空氣氟染毒，大鼠骨髓細胞染色體的畸變率會增加。染色體畸變涉及遺傳基因，因而引起廣泛的注意。
在自然狀態下，土壤、海水、地面水、地下水都含氟。地下水含氟量一般為1.0～3.0毫克/升，高氟區可達10～20毫克/升。高氟區居民長期飲用高氟水，會出現牙齒和骨骼氟中毒。因發病有明顯的地區性，這類氟中毒被稱為地方性氟中毒。飲用水含氟量高有無致畸作用、致突變作用和致癌作用至今尚無定論。此外，氟污染可以使動、植物中毒，影響農業和牧業生產。
預防措施
為了控制過量氟對人體健康的危害，要嚴格控制氟的排放量。中國《工業企業設計衛生標準》規定居住區大氣氟化物(換算為氟)一次最高容許濃度為0.02毫克/米3,日平均最高容許濃度為0.007毫克/米。地面水氟(無機化合物)最高容許濃度為1.0毫克/升。生活飲用水中氟化物最高容許濃度為1.0毫克/升,適宜濃度為0.5～1.0毫克/升。有些國家在低氟地區飲水中加氟，以預防齲齒，但有些國家反對這種做法。
處理方法
工業生產所排的氟以氣態為主,而含氟氣體(HF、NaF、SiF4)易溶於水,這就給處理帶來便利條件,所以含氟煙氣一般採用吸收或吸附法處理。
1.含氟廢氣的淨化含氟煙氣具有煙氣量大、含氟濃度低、組成複雜、含塵量高的特點。對含氟氣體的粉塵的處理,主要有濕法和乾法兩種。(1)濕法除氟:採用液體吸收劑從煙氣中吸收氟化氫、四氟化矽等,分離出來的含氟溶液加以處理製成氟化物,可以回收利用。由於氟化物水溶性很強,吸收很快,可收到很好效果。國內濕法除氟的工藝,採用先除塵,再經吸收塔、脫水塔、去沫塔至熱風爐,最後由煙囪排放,淨化率可達90%以上,如經多級吸收可達95%。含氟廢水用鈣鹽處理,澄清液可循環使用,沉澱可回收氟化物。濕法除氟設備複雜,費用高,腐蝕嚴重,有二次污染,國外逐漸用乾法取代。(2)乾法除氟:國外在鋁行業中已普遍套用乾法淨化技術。美國、日本等在鋼鐵磷肥行業中大量採用氧化鈣乾法除氟。乾法除氟淨化流程簡單,處理煙氣量大,除氟效率高(一般大於98%),不排含氟廢水,無二次污染和設備腐蝕等問題,基建費用和運行費用都較低。淨化劑要選擇淨化性能好,價廉易購的藥劑。如對於鋁廠的煙氣,採用氧化鋁做淨化劑最合適,氧化鋁表面積大、微孔多、吸附力強,含氟煙氣經過淨化劑,氟被吸附在淨化劑表面,形成的氟化物可回收,淨化後的氣體再經除塵過濾器分離排出。淨化設備有固定床、流化床、輸送床,其中尤其是輸送床最適合處理大煙氣量,並可提高氣固的接觸機會,對完成淨化反應很有利。在實際操作中,為使淨化設備簡化,可採用排煙管來替代輸送床。
2.含氟廢水的處理(1)氟化鈣沉澱法:鈣鹽沉澱法廣泛用來除氟。在含氟廢水中加入鈣鹽,使之生成難溶性氟化鈣沉澱。此法適用於處理含氟高的廢水,處理後的含氟量可降至12～13毫克/升,另外氟化鈣沉澱還可再處理回收。(2)凝聚沉澱法:此法不需特殊設備,費用較低,但占地面積大,不易連續操作和實行自動化。在實際套用中常用明礬來除去飲用水中的氟,但明礬的用量很大;聚丙烯醯胺是一種理想的凝聚劑,能使沉降速度加快,固液分離效果明顯提高,且泥渣量少,但藥劑價格較高。北京有色金屬研究院用石灰加硫酸亞鐵和聚丙烯醯胺處理含氟廢水,能使殘留氟降到10毫克/升以下。(3)活性鋁礬土吸附法:活性鋁礬土具有很強的吸附能力,經它處理後可將含氟量降。
氟的回收利用
氟是一種可利用的資源,將其回收利用,既可消除污染取得環境效益,又可取得一定的經濟效益。用包頭稀土精礦為原料進行稀土生產時,大多數企業採用硫酸焙燒工藝,焙燒煙氣中含氟很高可進行回收利用。 焙燒窯的含氟煙氣先經沉渣室和焦子塔除去部分煙塵和硫酸霧,然後經兩級吸收將煙氣中大部分的氟及硫酸吸收掉,殘餘的硫酸霧、氟以及部分二氧化硫由第三級吸收塔的鹼性吸收液洗滌淨化,淨化後煙氣需經除霧後排出。由於第三級吸收液呈性,對煙氣中氟、二氧化硫、硫酸霧的淨化效率分為:XF9919%,XSO29210%,XH2SO49910% ;三級吸收後的含氟煙氣可確保達標排放。
分類
我國的地方性氟中毒主要分為3種：第1種是飲水型氟中毒，這是病區分布最廣泛、患病人數最多的一種類型，主要分布於淮河、秦嶺、崑崙山以北的廣大地區。飲水型氟中毒病區水氟與病情關係。第2種是燃煤污染型氟中毒，主要分布於雲南、貴州、四川、湖南、湖北、廣西等南方各省區。例如，浙江省常山縣芳村鎮燃煤污染氟中毒調查情況。第3種是飲茶型氟中毒，其分布病區較小，罹患人數也比較少。
