电气石去除给水中卤族元素研究.doc

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1、电气石去除给水中卤族元素研究一．饮用水中卤族元素对人体的危害卤族元素指周期系ⅦA族元素。包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At），简称卤素。卤素的化学性质都很相似，都有氧化性，原子半径越小，氧化性越强，因此氟是单质中氧化性最强者。饮用水中对人体造成危害的卤素最突出的为氟离子、氧化性余氯及由余氯和溴离子形成的卤代烃和卤仿等有害物。（一）氟的危害(1)生化影响抑制控制糖元分解和其他关键酶解途径的蛋白酶的生；氟与钙结合沉积而引起血钙减少；引起血压过低或循环系统波动，造心血管功能衰竭；对特定器官如脑、肾的损害。(2)急性中毒发生在经口摄入过量氟化物后，常常是由于自杀、他杀误食。典

2、型症状是严重胃痛、肠痉挛、呕吐含血物质、血性腹泻、明显水(体液损失)和由低血钙引起的癫痫发作，摄入氟化钠数小时后就发生搐[49]。(3)长期慢性中毒绝大多数慢性氟中毒只与氟离子浓度有关，而与来无关。受氟的长期影响最为明显的是骨骼和牙齿，典型病症是氟斑牙氟骨症。(4)致癌、致突变性，Rapaport研究表明居住在氟离子浓度1～2.6mg区的母亲生的婴儿发生先天性愚的比在几乎不含氟0～0.1mg/l地区的要[49]。水中含氟量与癌症也有关系。地氟病及分布地方性氟病是一种世界性地方病（图2-1）,它的主要表现是氟中毒引起的斑釉牙、氟骨症和氟摄入不足引起的龋齿。地方性氟中毒是一种不仅影响骨骼和牙齿

3、，而且还累及包括心血管、中枢神经、消化、内分泌、视器官、皮肤等多系统的全身性疾病。在我国高氟水的分布极广，约有28个省市、自治区，5000个城镇乡村（图2-2）。用水人口高达1.4亿，主要集中在东北、华北和西北地区，从北方的吉林西部、内蒙、山西北部、陕西黄土高原、宁夏盐池与吉兰泰、甘肃、青海直到新疆东部的罗布泊与哈密等地均有氟病症分布。高氟水主要指地下水，一般情况下地表水氟浓度不超过0.3mg/l。在我高氟地区地下水中氟化物浓度多为1.5～4.5mg/l[2]。但受到含氟矿床、地质结构、气候条件等因素的影响有些地区的地下水含氟量可达数十毫克每升。工业中排放的含氟废水加剧了氟的危害，产生含氟

4、废水的工业部门主要有电子工业、半导体工业、等。废水中的氟多以氟化物、硅氟化物及氟化氢（HF）、六氟化硅酸以及硼氟酸（H2BF）的形态存在。（二）氯化消毒副产物的危害1．消毒副产物的种类目前已检测到的氯化消毒副产物CDBPs多达数百种,包括三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤氧化物、卤代乙腈、卤代呋喃酮[其代表为MX]等,其中THMs和HAAs两者含量之和可占80%以上,因此,THMs常被作为人群CDBP暴露水平评估的生物标志物。迄今，随着科技的进步，人们已在水源中检测出2221种有机污染物，而在自来水中发现65种，其中致癌物20种，致突变物56种。2.消毒副产物的形成水源水中的TO

5、C(总有机碳)80%来自天然的腐殖酸，它是形成挥发性氯代烃的重要的前提物质。腐殖酸、富里酸和藻类与加入水中的氯发生取代、加成和氧化反应生成CDBPs。当氯气通入水中时，发生如下反应:Cl2+H2O=HCl+HClO其中C1--0既是中等强度的氧化剂，也是一种亲电加成试剂。当醛、酮等发生烯醇式互变异构后，与氯发生亲电加成，之后水解产生氯仿，其中也含有多元卤代物。以下是一个用来描述TMHs形成的一般形式:HOCl+Br—+NMO(天然有机物)一TMHs(三卤甲烷)+其他卤仿(DBPs)3.氯化消毒副产物的危害目前水处理工作者及医学工作者关注较多的是消毒副产物的“三致”(致癌、致畸、致突变)作用

6、。有关THMs与癌症相关性的研究发现，如果动物长期暴露于高剂量TCM（三氯三聚氰胺） 、BDCM中，可以导致肝癌和肾癌。三卤甲烷、卤乙酸、卤代酚、卤乙睛、卤代醛、卤代酮、卤代硝基甲烷及3一氯一4一二氯甲基一5一轻基一2(5H)吠喃酮(MX)等物质均已被证明对人体有致癌或致突变作用。研究发现MX对DNA有损伤作用。氯化产生的二氯乙酸(DCA)和三氯乙酸(TCA)会毒害人体的肝脏，而且可能导致神经病变和胎儿畸形。另有众多研究显示DBPs与神经管缺陷、先天性心脏病、泌尿系统畸形、头面部缺陷等也有相关性。危害消毒副产物致癌三氯三聚氰胺、三卤甲烷、卤仿、卤乙酸、卤代酚、卤乙睛、卤代醛、卤代酮、卤代硝

7、基甲烷及MX致畸二氯乙酸(DCA)和三氯乙酸(TCA)致突变三卤甲烷、卤乙酸、卤代酚、卤乙睛、卤代醛、卤代酮、卤代硝基甲烷及MX一．饮用水中去除卤素方法概述1.除氟类别方法优点缺点吸附法A．活性炭吸附法操作简单,吸附剂廉价易得只在酸性条件下有好的去除效果B．活性氧化铝吸附法应用最广、技术较为成熟、使用寿命长材料价格高、不适合硬度较高的地下水C．骨炭法吸附容量高、操作简单,吸附剂廉价易得对PH依赖性很高，,只能在pH为7左