氟的环境地球化学特征

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1、第29卷第2期唐山师范学院学报2007年3月Vol.29No.2JournalofTangshanTeachersCollegeMar.2007氟的环境地球化学特征及生物效应12刘征原，郝瑞彬（1.唐山师范学院化学系，河北唐山063000；2.唐山师范学院物理系，河北唐山063000）摘要：氟是一种重要的微量生命元素，环境中氟过量或缺乏都会导致机体产生疾病。阐述了环境中氟污染的来源、本底值和氟的主要环境地球化学特征及氟对植物、动物和人机体的生物效应。关键词：氟；特征；生物效应中图分类号：O612

2、.7文献标识码：A文章编号：1009-9115（2007）02-0034-03-氟作为生物和人体必须的微量元素，对人类与生物有着反应，因此环境中的氟仅以氟阴离子（F）存在，其主要环重要的影响。环境中氟过量或不足均会导致机体产生疾病。境地球化学特征如下。正确认识氟的环境地球化学特征，了解氟对人体和生物的作2.1一些氟化物具有挥发性用，已成为学术界关注的热点问题。一些氟化物沸点很低，在常温下或较低温度下即可大量1环境中氟污染的主要类型及其背景值挥发。四氟化硅（SiF4）在常温下为无色气体，在潮湿空气

3、1.1氟污染的主要来源中水解而生成硅酸和氟化氢，同时形成浓烟；而氟化氢（HF）环境中氟污染的主要来源是钢铁、炼铝、化学、磷肥、的沸点只有19.4℃。它们是大气环境氟污染的主要物质，许玻璃、陶瓷、氟化工、砖瓦等工业和燃煤过程中排放的含氟多排氟工厂排放的主要就是这两种物质，它们在环境中很容“三废”。工业过程排放的含氟“三废”主要是使用冰晶石易发生迁移转化。（Na3AlF6）、萤石（CaF2）、磷灰石（Ca10(PO4)6F2）和HF2.2大多数氟化物具有一定的水溶性，但溶解度差别较大[1]-1的企业

4、排放的。除了工业生产排放的含氟“三废”以外，在如在20℃时，氟化钙的溶解度为40mg·L，氟磷灰石-1某些地区，由于地质异常也可引起氟污染。自然环境中氟异（Ca10(PO4)6F2）为200~500mg·L，冰晶石（Na3AlF6）为-1-1[7]常主要在火山地区、含氟矿床区和干旱、半干旱的沙漠和草348mg·L，而氟化钠则高达40540mg·L。氟化物较强的水原地区。我国就有一条由黑龙江三肇地区，经吉林、辽宁、溶迁移性使其广泛存在于土壤、水体和动植物体内，当其浓度河北、山西、陕西、宁夏、甘肃河

5、西走廊、青海柴达木，到超过一定的临界浓度时，就会成为生物的有毒污染元素。[2]西藏盐湖地区的自然富氟地区。2.3在酸性条件下，氟与许多元素，如铝、硅、铁、钙、1.2氟的环境背景值镁、硼、铌、钽、铍、锂等都易形成络合物，且通常这些络-1[2]地壳岩石圈平均含氟大约为625mg·kg。土壤中的氟含合物较稳定量则受土壤母质、成土过程和人类活动等作用的影响，不同研究表明，在pH＜6.0酸性土壤中，Al-F络合物（AlF3、-2++地域的不同土类含氟量不同。我国表层土壤氟背景值为AlF4、AlF、AlF2

6、）为土壤溶液中氟的主要形态。-1-1453mg·kg，变幅为191~1012mg·kg，略高于世界其它地区。由于在极酸性土壤中，土壤溶液内存在着大量游离的[3]3+2++氟在自然土壤中的含量有自表层向心土层逐渐迁移集中的趋Fe，因此，Fe-F络合物（[FeF]、[FeF2]、FeF3）则成为[4][5]势，但在氟污染区，表层土壤氟含量则明显高于心土层。极酸性土壤中可溶性氟的重要组成部分。-1空气平均含氟为0.04~1.2ppb，水含氟平均为0.1~1mg·kg，土壤中氟离子的络合反应对于其生物有

7、效性的维持是-1-1植物平均含氟1~15mg·kg，海洋含氟0.4~0.9mg·L，陆地动物十分重要的，因为这种氟络合物对生物是高度或中度有效-1-1[6]软组织含氟少于5mg·kg，其骨含氟1000mg·kg左右。的，同时它的形成不利于氟阴离子沉淀反应的进行，而是有2氟的主要环境地球化学特征利于土壤中存在的一些含氟矿物向溶解方向转化。氟是已知元素中电负性最高的，化学性质十分活泼，可2.4土壤胶体和氧化物对氟具有较强的吸附作用-与所有的金属形成氟化物，也可以与大多数非金属直接发生土壤溶液中的F可

8、被土壤中的铁铝氧化物、黏土矿物和──────────收稿日期：2004-04-02作者简介：刘征原（1975-），女，河北唐山人，助理实验师。-34-刘征原，郝瑞彬：氟的环境地球化学特征及生物效应-有机大分子吸附。F在土壤胶体表面被吸附时，可与胶体表的氟可与铁、锰及铝的氧化物、氢氧化物和水合氧化物进行面的配位基（包括羟基和水分子）进行配位交换反应，使配吸附作用或共沉淀，这一部分氟称为铁锰氧化物态氟，系土-位基释放到土壤溶液中。土壤中的铁铝氧化物是F的主要吸壤中生物非有效态氟。氟可与土壤中大量存在