氟污染的危害及含氟废水处理技术研究进展_雷绍民

SeriesNo．430April2012金属矿山METALMINE总第430期2012年第4期雷绍民(1953—)，男，教授，博士研究生导师，430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号。氟污染的危害及含氟废水处理技术研究进展雷绍民郭振华(武汉理工大学资源与环境工程学院)摘要归纳了氟污染的来源，介绍了氟污染的危害，论述了含氟废水处理技术的研究进展，并分析了各种含氟废水处理方法存在的问题。最后指出新型功能材料、联合工艺及含氟废水资源化利用技术是今后含氟废水处理研究的重点方向。关键词氟污染来源氟污染危害含氟废水处理技术研究进展HazardsofFluoridePollutionandTechnicalResearchProgressofTreatingFluoride-containingWastewaterLeiShaominGuoZhenhua(SchoolofResourcesandEnvironmentalEngineering，WuhanUniversityofTechnology)AbstractConcludethefluoridepollutionsources，introducethehazardsoffluoridepollution，discussthefluoride-containingwastewatertreatmenttechnicalresearchprogress，andanalyzetheexistingproblemsoffluoride-containingwastewatertreatmentmethods，finallypointoutthatthenewfunctionalmaterials，combinationprocessandresourceutiliza-tiontechnologyarethekeyorientationoffluoride-containingwastewatertreatmentresearch．KeywordsSourcesoffluoridepollution，Hazardsoffluoridepollution，Fluoride-containingwastewatertreatmenttech-nology，Researchprogress氟是人体维持正常的生理活动所需微量元素之一，人体从外界摄入的氟过多或者不足都会影响健康。长期饮用含氟浓度低于1．0mg/L的水易患龋齿，而另一方面，长期饮用高氟水则易患以氟斑牙和氟骨症等为特征的全身性慢性疾病，甚至对人脑神经造成损害。为了保护人类的生存环境，含氟废水的除氟研究是国内外环保及卫生领域的重要任务。1氟污染的来源水环境中氟污染的主要来源是工业生产排放的含氟“三废”，涉及行业主要有铝电解、钢铁、水泥、砖瓦、陶瓷、磷肥、玻璃、半导体、制药等［1］。这些行业的共同特征是以含氟矿物为主要原料或辅助原料，在其冶炼、生产过程中，氟从矿物中分解而进入环境，造成氟污染。例如:电解铝行业在生产过程中需加入氟化铝(AlF3)和冰晶石(Na3AlF6);钢铁行业的氟污染主要是转炉炼钢时所加入的萤石会导致冶炼过程产生大量含氟的烟气、粉尘、冶金渣、废水;磷肥行业的氟污染是由于磷矿石中含有氟，采用酸法加工时，其中的一部分氟以废气逸出［2］;在玻璃、陶瓷、水泥等行业的生产中，常需添加萤石、冰晶石、氟硅酸钠等含氟原料，高温下烧制时，也会产生大量的氟污染;半导体行业在刻蚀工序中需使用氢氟酸、氟化铵等，这就是含氟废水的来源［3］;由于煤中含氟，因此火力发电厂及其他行业(包括民用)的燃煤烟气中也含有一定量的氟。氟是以不同形态进入环境的，进入大气的氟主要以气态四氟化硅(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(如SiF2－6)，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［4］。2氟污染的危害2.1氟对植物的影响氟存在于植物组织中，且是必要的元素。然而，氟的过多吸收则对植物产生毒害作用［6］。土壤氟是植物中氟的重要来源，氟通过土壤—植物—动物—人体进行迁移、富集，导致了一系列的环境污染和健康危害问题。土壤氟污染对作物的危害是慢性积累的生理障碍过程。氟能抑制作物的新陈代谢、·251·呼吸作用及光合作用，抑制新陈代谢过程中马来酸脱氢酶的活性。氟对作物的危害主要表现为干物质积累量少、产量降低、分蘖少、成穗率低、光合组织受损伤、出现叶尖坏死、叶绿退色变为红褐色等［5］。Kundu等人［7］的研究表明:随加入土壤中氟量的增大，磷肥的有效性提高，但小麦对磷的吸收量却减小;当磷肥施加量较低时，氟的毒害性增大。Braen等［8］指出，氟在污染土壤的同时，还会增强金属Al的溶解性，导致F、Al对植