氟污染物对环境的影响与控制技术

谭雪梅

（乌鲁木齐河东威立雅水务有限公司 新疆乌鲁木齐 830013）

氟同时也是人体微量元素之一，自然界中的氟多数是以化合物的形式存在的，实际工业生产中氟污染物通过各种各样的形态释放出来，对人体健康及生态环境造成了较为严重的影响。本文在对氟污染物的主要来源以及其对环境造成的污染分析的基础上，探讨其控制技术措施。

1 氟污染物的形成来源

对于水环境污染中的氟污染物而言，其主要来源于现代工业生产过程中排放出的含氟“三废”，其涉及到的行业众多，有钢铁、水泥、玻璃、陶瓷、半导体、制药等，其有一个较为明显的共同特征，就是在生产过程中是以自然界中的含氟矿物质作为主要或者是辅助生产原料。在对其冶炼和生产的过程中，矿化物中的氟产生分离，从而带来相应的环境污染问题。比如在进行钢铁生产的过程中，炼钢时加入的萤石会产生大量的含氟烟尘和废水及废渣，从而造成对空气以及水体的影响；在火力发电厂中燃煤烟气中含有的氟在燃烧作用下进行大气，并以浮尘何荣氟化氢的形式存在；在运用酸法进行磷肥加工制造的过程中，也会相应的产生含氟废气，以上几个涉及到工业生产的行业都是氟污染物形成的主要来源。

2 氟污染物对环境造成的影响

2.1 我国氟污染现状

虽然氟是人体需要的微量元素之一，但是如果长期或者是过度摄入含氟量高的空气、水分及食物，会引起相应的氟中毒。按照其氟污染物的环境介质不同，主要可以分为生活污染型、饮水型、工业污染型。就我国当前的氟污染调查状况来看，已经超过1100多个市县区存在着不同程度的地方性氟病，受到该环境氟污染影响的直接人口达到了3.3亿元。

2.2 氟污染对环境影响

首先，环境污染中的氟元素的过度吸收会直接造成对植物的侵害作用，植物中的氟元素主要来自于土壤，在一系列的土壤——植物——动物——人体的循环迁移作用下，产生了较为严重的环境污染和人体健康问题。相对于其他污染来说，土壤氟污染是一种较为缓慢的影响过程，是在慢性积累的基础上最终产生整体障碍的过程，其能对植物的新陈代谢以及光合作用和产生较大的抑制影响，对农作物的危害则表现为干物质积累量小、成穗率低和产量降低等。

3 大气氟污染治理工艺

3.1 干法

干法去氟主要是是通过利用碱性氧化物固定表面的理化性质进行含氟气体的治理，从而在吸附作用同时利用烟气除尘技术将之去除。如果按照吸附剂的种类不同对干法吸附进行划分的话，其主要可以分为CaO法、Al2O3法和CaCO3法等，其中在铝电解行业中使用较为广泛的为Al2O3法。同其他大气氟污染治理方法相比，干法除氟治理工艺操作相对较为简单且除氟效率较高，一般情况下其除氟效率等够达到98%且不会产生二次水污染。

3.2 酸法

酸法除氟是一种在液相中完成的氟污染治理工艺，其主要是将水作为吸收剂，在含氟物质和水发生化学反应的作用下生成相应的氢氟酸和氟硅酸，并在含氟吸收液达到一定的浓度后进行相应的中和处理。一般情况下可以采用二级或者是三级串联吸收工艺进一步提升其吸收效率，该工艺方法具有着操作弹性大、除氟效率高及经意效益优的特点。

3.3 碱法

碱法除氟是一种利用含碱性物质的洗手液将烟气中的含氟物质吸收去除的工艺方法，其较长采用的碱性物质主要有NaOH、NH4OH等，其中和剂主要为石灰，并采用二级吸收工艺。其主要优势是工艺较为成熟且去氟效率高，但是在除氟过程中容易产生相应的设备结垢问题。

4 含氟废水处理技术

当前我国对与含氟废水处理的研究取得了较为可喜的进展，由于国内含氟工业废水自身成分较为复杂，其所应采用的含氟废水处理方法也有着一定差异。在对含氟废水处理的过程中，按照处理方式的不同主要可以分为吸附法和沉淀法两类，除此之外还有个离子交换树脂法、反渗透法以及电凝聚法等。

4.1 吸附法

吸附法主要是通过将废水引入装有吸附剂的去氟设备，在其与西附近进行离子和基团交换后滞留在吸附剂上，从而达到含氟废水中的氟治理目的，吸附剂在再生作用下恢复吸附能力。但是吸附法在在本质上是一种表面反映方法，其不适合含氟量较高的废水处理，一般情况下运用于经过预处理的含氟废水中。

吸附法的吸附剂主要可以分为高分子类、无机类以及稀土类，对于含氟废水的深度处理有着较好的处理效果。但是由于其吸附容量有限、床层损耗较快且再生能力弱、再生液处理程序较为复杂等问题不能得到有效解决，给其使用和推广造成了障碍。因此在日后对于吸附法的研究方向应重点转向为开发新型吸附剂，进一步提升吸附剂的再生能力和吸附激励等，从而使其吸附法在含氟废水处理中得到更为广泛的应用。

4.2 沉淀法

4.2.1 混凝沉淀法

混凝沉淀法主要是利用含氟水中负价铁和与A13+、Fe3+等阳离子形成络合物沉淀的技术方法，其使用的混凝剂通常情况下是明矾等无机混凝剂，选用的混凝剂作用机理不同，可能产生的沉淀效果也大不相同。

运行该种技术方法进行含氟废水处理时，其所能够处理更高含氟量的废水，具有设备简单且操作方便的特点，但是也有着一定的缺陷，比如其会产生较多的沉淀废渣、除氟效果相对不稳定等缺陷。

4.2.2 化学沉淀法

化学沉淀法的处理方法相对较为简单，且花费的费用相对较低。其作用机理是将一定量的化学试剂加入到含氟废水中，并在产生的氟化物基础上吸附氟离子，最终达到沉淀物的自动沉降和过滤，其中其最为常用的技术方法为石灰石沉淀法。虽然其有着一定的优点，但是其在沉淀过程中会产生一定的二次污染问题，特别是对于大流量排放物来说，其有着排放周期相对较长、不适连续排放等缺陷。

4.3 其他方法

除了以上几种沉淀方法和吸附方法，在我国含氟废水处理的最近进展中还出现了电凝聚法、液膜分离法和絮凝法等新型处理手段和含氟废水处理方法，其中最值得推广的为絮凝法。

5 氟污染物的回收利用

5.1 稀土冶炼中的含氟气体利用

稀土湿法冶炼过程中，氟通过各种形式存在与废水、废气和废渣中，在硫酸焙烧工艺下，含氟物质通过沉渣室和焦子塔后去除了部分烟尘和硫酸雾，并在二级吸收机理下吸收掉大部分的氟和硫酸，残余部分则在三级吸收塔碱性吸收液作用下进行净化，最终经过净化的烟气在除雾后排出。

5.2 磷肥生产中的综合利用

磷肥生产过程中会有大量HF和SiF4形式的含氟气体逸出，从而对环境产生较大的危害，但是如果在磷肥生产过程中将氟硅酸作为氢氟酸生产原料，不仅能缓解我国当前的氟资源短缺问题，还能有效解决磷肥生产过程中的污染排放问题，从而达到一举两得的目的。

[1]杨飚.大气氟污染治理技术[J].城市环境与城市生态，2000，13（6）：35-38.

[2]李志祥.湿法磷酸复产氟硅酸生产氢氟酸与白炭黑的工艺技术[J].磷肥与复肥，2008，23（4）：52-54.

[3]张玲.含氟废水处理的最新研究进展[J].化工时刊，2004，18（12）：16-18.

[4]李金城，酸性高浓度含氟废水处理技术[J].化工环保，2003，23（1）：28-31.

[5]应波，我国燃煤氟污染现状及其纺织措施的进展[J].中国预防医学杂志，2005（4）：397-399.

[6]王兴峰，某铝厂周围土壤氟污染现状调查与防治措施研究[J].甘肃冶金，2008（5）：62-65.

[7]任丽军.电解铝厂大气氟污染对区域土壤与农作物环境影响评价分析方法初探[J].山东环境，2001（3）：23-25.