降低饮水氟含量,使之符合饮水卫生标准是饮水型氟中毒防治的根本有效措施。其方法基本分为两大类:一是改换水源,二是饮水除氟。
(一)改换低氟水源
1. 常用低氟水源的种类
(1)深层地下水:浅层高氟地下水病区的深层地下水往往氟含量较低,适宜饮用。
(2)低氟地面水:多数江、河、湖泊等地面水含氟量较低,符合饮用水卫生标准。
(3)天然降水:雨水和雪水含氟量都很低,特别是地下水源缺乏的地区,将雨水或雪水蓄积起来,经处理,可以饮用。
2. 改换低氟水源的形式
(1)建低氟深水井:是我国饮水型病区所采用的一种主要预防措施。可以利用水塔、压力罐等集中供水,也可以直接供水。
(2)引江、河、湖泊、泉等低氟地面水:在病区附近有天然低氟地面水源时,可以开渠引水或利用管道输水。
(3)蓄水(窖水):在缺水地区,找不到低氟水源的情况下,可兴建小型水库或水窖,蓄积天然降水 (雨水或雪水)解决低氟饮水或储存冰块。
(4)混合水源:在低氟水源水量不足时,也可将高氟水与低氟水混合,使其含氟量符合饮用水卫生 标准。
(5)利用同一自然村(屯)的低氟水源:在高氟地区的同一病区村(屯)中,往往也有含氟量符合饮 用水卫生标准的水源,在暂时无条件改水的病区,可利用同一村(屯)的低氟水源。
3. 水源的基本要求
(1)水量充足;
(2)水质符合卫生要求;
(3)水源容易防护
4. 建低氟深水井的技术要求
(1)井位的选择:收集该地区有关的水文、地质资料,从卫生、经济、技术、水资源等多方面进行充分论证和综合评价。井打成后水质、水量要有保证。井址选择在距用户近、便于供水、地势较高而平坦的 地方,30米内无污染源、便于保护与管理的地段。
(2)井管的选择:管材要有一定的抗拉、抗压、抗挤、抗腐蚀性,以确保使用寿命。常用管材有钢 管、铸铁管、水泥管、塑料管和石棉水泥管等,不同管材具有不同的特性和适用范围,坚固耐用首选钢管 或铸铁管,其次为合成塑料管。水泥管成本低,制造方便,但抗压、抗挤强度较低。管径直径一般采用 200~300mm, 富水区管径可偏小,缺水区管径要偏大一些,保证涌水量为30~40吨/小时。
(3)滤水器的选择:根据含水层的厚度和含水层的结构而定。
(二)饮水除氟
饮水除氟是通过物理、化学作用,将水中过量的氟除去,降到适于饮用的范围。在一些无低氟水源可 供饮用的病区,应开展饮水除氟。在供水不集中的地区,尤其是在农村,以村为单位或以户为单位,可以 仅对用来煮饭和饮用的那部分水进行理化除氟,这种有侧重的解决方法有很大好处,一是耗费小,对社区 或用户来说可以承受,二是减少了不必要的除氟引起的毒性淤泥积累可能产生的环境健康问题。饮水除氟 方法很多,目前主要采用的方法有铝盐混凝沉淀法、活性氧化铝吸附过滤法、羟基磷灰石及骨炭过滤法、 电渗析法等。
1. 混凝沉淀法 常用的混凝剂有硫酸铝、氯化铝及碱式氯化铝等
(1)除氟原理:混凝剂在水中可形成大量胶体状物质,凝聚成絮状物Al(OH)₃,Al(OH)₃在沉淀过程中 吸附水中的氟达到除氟的目的。此法适用于处理含氟5.0mg/L以下的水源水。
(2)除氟过程:原水 →加混凝剂 →混凝池 →清水池 →供水系统(压力罐或水塔供水)。
2. 滤层吸附法 滤层吸附法是将对氟有吸附、交换作用的滤料装成滤床,高氟水经过滤床过滤时, 大部分氟被滤床吸附,使饮水氟含量达到生活饮用水卫生标准。吸附剂主要有活性氧化铝、羟基磷灰石、 骨炭(BC) 等。
(1)活性氧化铝法。除氟原理:活性氧化铝是一种多孔性的无机吸附剂,具有较大的表面积,对氟有 很强的亲和力。利用其离子交换及吸附作用,使含氟量高的水降到饮用水卫生标准的范围。
(2)羟基磷灰石法。除氟原理:氟离子具有取代羟基磷灰石中羟基的能力,形成氟磷灰石。生成的氟 磷灰石共沉淀是羟基磷灰石除氟的主要机制。
(3)骨炭吸附法。骨炭除氟剂(BC 除氟剂)为0.8~1.6mm 颗粒状,表面积大,有很好的吸附性能。 除氟机制是氟与水中的钙生成氟化钙被羟基磷酸钙所吸附,从而达到除氟的目的。
(4)活化蛇纹石法。降氟原理:蛇纹石是一种天然生成的多孔隙镁的硅酸盐, 有巨大的表面积,用明矾活化后具有降氟作用。
3. 电渗析法 除氟原理:电渗析器是由多层阴、阳离子膜相互交替排列而成。阴离子交换膜可使水 中阴离子透过,阳离子交换膜可使水中阳离子透过。在外加电场的作用下,利用阴、阳离子交换膜对水中 离子的选择性透过,使水中一部分离子迁移到另一部分水中,将水分成浓水和淡水,淡水中阴、阳离子同 时减少,水的全盐量降低,氟化物含量也相应降低。
4. 电凝集法 除氟原理:有一个铝板电极的电解槽,原水经过电解槽,在直流电场的作用下,可溶 性铝板阳极发生氧化作用,溶解出铝扩散于水中。将原水pH调到6~7时,Al³+与水中OH-形成氢氧 化铝絮状矾花,并吸附氟离子。
5. 反渗透法 除氟原理:液剂分子在压力作用下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为反渗透现象。该技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术。RO膜孔径小至纳米级(1纳米=10-⁹米),在一定的压力下, H₂0分子可以通过RO膜,而源水中的氟化物无法通过RO膜,从而 使可以透过的纯水和无法透过的浓缩高氟水严格区分开来。 RO膜对高价离子、胶体、细菌及分子量大于300dalton的有机物质(包括热源)去除率高达99%以上,对低价离子去除率达95%,当源 水电导率<3505µS/cm,RO纯水电导率通常≤55µS/cm, 符合国家三级用水标准。RO膜的过滤能力受水温影响较大,最适合的水温为25~30℃,温度下降1℃,RO膜的产水量约下降3%,当水温接近 0℃时, RO膜将停止产水。 RO膜反渗透技术已广泛用于工业制纯水,家用RO膜纯水机已面市。
(三)改水降氟工程的管理
1: 工程建设管理
(1)改水工程立项前卫生部门提供饮水含氟量及其他水质和病情资料,水利部门负责实施改水工程建设。
(2)改水工程立项要组织卫生、水利、地质、环保等部门的专家进行充分的论证,由水利部门编制工程立项可行性报告,保证工程竣工后的水质、用水量等,以免造成浪费。
(3)改水工程建设要严格按照招、投标程序进行,做到公开、公正、公平。
(4)在工程建设中要实行工程监理制度,组织有关专家对工程质量进行监督,严禁偷工减料,以次充好。
(5)工程竣工后,由水利部门组织卫生、财政、环保等部门进行验收。验收合格后办理移交手续交付 使用,建立工程使用、管理档案。施工单位同时应将工程建设的全部技术资料交付使用单位存档。
2. 工程运行管理
(1)成立管理组织:大型集中供水工程竣工验收合格后,产权单位应成立工程运行管理组织。建立档 案、建立管理制度、合理收费,确保正常运转。
(2)水质监测:对改水井要进行不定期或定期的水质监测,如果发现水质不符合饮水卫生标准,及时 采取补救或提出整改措施。
参考资料:《地方病学》