氟对人体健康影响很大，是人体必需的微量元素，适量的氟可促进生长发育和改善机体的免疫功能，促进骨骼和牙齿的钙化。摄入过量或不足都会对机体产生危害，几乎涉及全身各组织、器官，是一种多靶性器官的疾病1，轻者造成氟斑牙，重者产生氟骨病，甚者可使机体致残。人体中的氟主要从饮水中获得。当水中氟含量≤0.6㎎/L 或≥2.0㎎/L时可使龋齿增加，因此，可以认为水中氟含量具有特殊功能和特别意义2 3 。在GB5749-2006<生活饮用水卫生标准>中明确规定氟含量为≤1.0毫克/升，而且为強制性标准。
我国是一个受地方性氟中毒性疾病威胁比较严重的国家， 据有关文献报导因饮水氟超标而导致氟危害的地区十分广泛，不仅饮水型地方性氟中毒病情严重，而且还有世界上独有的燃煤型和饮茶型地氟病区，除上海市、海南省外，全国29个省、市、自治区都有地氟病区分布，病区县达1318个其中饮水型1117个，病区村10万余个，受威胁人口8000多万人1。已经实施多年的改水降氟工程，因种种原因重病区的改水率总体不是很高，工程报废十分严重，约40%调查县报废率超过25%，高者达80%4。因此改水除氟任务十分坚巨。
目前除氟方法较多，常用的有反渗透法，但长期饮用该水给机体带来负面影响5。还有电渗析法、活性氧化铝法、沸石(分子筛)及离子树脂交换法。而应用高效可再生的除氟剂组成<除氟炭净水组件>法对饮用水进行大量除氟净化的报导不多6。我们应用一种自己研制的高效除氟剂组装成<除氟炭净水组件>，单独或和电渗析集成应用对饮用水进行除氟试验，出水水质按GB5749-2006<生活饮用水卫生标准>的要求，就该法的应用效果和节能降耗、水资源利用率、安装操作简易程度、投资运行成本等多项指标和环保的关系与它法进行综合评估，结果如下：
1. 材料设备与方法
1.1 .材料
1.1.1.高效除氟剂：天津市起源新技术开发中心生产并提供。
1.1. 2.除氟炭净水组件：按Q/12HQ3530-2006天津市起源新技术开发中心企业产品标准生产。
1.1. 3.电渗析器：自制。聚丙烯异向膜，一级两段。
1.1.4.手提式酸度计F-20pH/mv计:北京屹源电子仪器科技公司制造。
1.2.方 法
1.2.1. 氟化物含量的测定方法
按卫生部<生活饮用水卫生规范>20.1和20.3测定。
1.2.2.除氟炭净水组件的生产
按Q/12HQ3530-2006方法生产与操作。
1.2.3. 除氟炭净水组件的使用方法
按工艺流程安装高位罐或连接自来水管，连通机械过滤器、除氟炭净水组件、精密过滤器、流量计和贮水罐 。原水由高位差或自来水产生的压力注入机械过滤器，然后进入串连的除氟炭净水组件进行除氟，再进入精密过滤器和流量计完成净化处理流入贮水罐成为饮用水。
1.2.4.电渗析与除氟炭组件集成应用法
按电渗析器使用要求与除氟炭净水组件的操作规程组合应用 。
2.结果与讨论
2.1.高效除氟剂的产品质量和技术要求检验结果见表1。
表1 高效除氟剂的技术要求及检验结果
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项目
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指标
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检验结果
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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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铅(µg/g)
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≤10
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合格
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镉.(µg/g)
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≤1
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合格
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砷(.µg/g)
|
≤2
|
合格
|
|
上表可见高效除氟剂的氟吸附量可达6.5，比规定要求高30%，比所见文献报导高出一倍以上。
2.2.除氟炭净水组件 X0.15-0.3型的除氟效果观察
.除氟炭净水组件的除氟效果经具有法律资质的天津市卫生防病中心按卫生部<生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评价规范-一般水质处理器> (2001版)进行卫生功能性检验，结果见表2。
表2 除氟炭净水组件 X0.15-0.3型的除氟效果
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原水氟化物含量(㎎/L)
|
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
|
0.151
|
|
3.76
|
3/4
|
0.174
|
|
3.76
|
全部
|
0.174
|
|
从表2检验结果表明，高效除氟剂的除氟效果非常显著而且速度迅速。
2.3..除氟炭净水组件X1000-400型的除氟效果观察。
该型按每小时产除氟水1.0吨设计，原水由自来水产生的0.2MPa压力流入由三支直径400毫米，高1650毫米玻璃钢柱组装成的炭柱，每支玻璃钢柱可装除氟剂80公斤，柱体间可串联也可并联使用进行除氟，处理后的水流入由四支孔经为10微米的喷浆棉组装成的精密过滤器，然后再经流量计完成净化处理流入贮水罐成为饮用水，贮水罐中安装紫外线消毒器，其除氟效果和结果见表3。
表3.除氟炭净水组件X1000-400型的除氟效果
|
原水源水质除氟化物外
其它符合
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原水氟化物含量
(㎎/L)
|
流量
（L/小时）
|
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
|
|
从上表结果可见，除氟效果完全达到原设计要求，并且远远超过原组件的性能指标。可认为是高效快速低耗。
2.4. 除氟炭净水组件法与它法在节能减排效果等项指 标的综合评估见表4。
表4 除氟炭净水组件法与它法的综合评估指标项目
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名称
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除氟炭净水组件法
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电渗析除氟炭集成法
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反渗透法
|
活性氧化铝法
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水质前处理浊度/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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操作人员素质要求
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一般即可
|
一般即可
|
高素质
|
一般即可
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设备型号适应性
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多种任选
|
多种任选
|
少
|
多种任选
|
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长饮后对机体影响
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无影响
|
无影响
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负面影响
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水中增铝离子
|
|
运行成本（元/吨）
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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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水资源利用率及排费水
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95%以上费水少
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70%以上费水少
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40-60%多
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80%±费水少
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对节能环保的意义
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节能环保型
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节能环保型
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非环保型
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节能环保型
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上表综合指标评价说明，除氟炭净水组件法与它法相比对水质前处理要求不高，对操作人员素质要求和运行成本低，长期饮用对机体不产生负面影响，水资源利用率高、能源消耗和费水排放少，属资源节约环保型的除氟方法。
3.小结
3.1应用高效饮用水除氟剂组装成的除氟炭净水组件对单纯性饮用水氟化物超标进行除氟，是一种水资源利用率高、能源消耗少、运行费用低和费水排放少的资源节约环保型的除氟方法。
3.2. 若含盐量≤3000㎎/L的苦咸水氟超标进行除氟，采用电渗析与除氟炭组件集成应用更佳。
3.3在饮用水除氟中正确选择除氟方法，对节能减排和环境保护具有非同小可的意义。
参考文献
1.耿精忠。环境与健康回顾与展望。北京，华夏出版社， 1993 89 ，100，103。
2. 李天源 梁增辉 徐红。水中矿物质间比值变化对老龄鼠体质影响的实验观察。中国保健协会功能水分会主办。2005年中国国际功能水发展论坛文集。72-75。
3. Martin Fox。Healthy Water for a longer Life。Amarillo Texas。1984。
4孙殿军。应加强地方性氟中毒防治中热点问题的研究。中国地方病学杂志。2004。23（2）
97－99。
5.张照英，舒为群。纯净水对血脂及相关指标的影响。中国公共卫生。2003 ，19 (11) 1294。
6.周春琼等 吸附法处理含氟水溶液的研究与应用。水处理技术2006 32（1）1－5。
李天源：高工。天津市起源新技术开发中心 地址：天津市南开区二马路134号 邮编300100。梁增辉：教授， 博士生导，科研指导者。军事医学科学院卫生学环境医学研究所。
