氟是人体必需的微量元素之一。微量氟有促进儿童生长发育和防龋齿的作用。成人每日氟化物的摄入量一般为1.0~1.5毫克。自然界的氟多是化合态,主要有萤石(CaF2)、氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]、冰晶石(Na3AlF6)等。它们都是重要的化工原料,广泛应用于炼铝、磷肥、钢铁,以及有机氟高级润滑油、火箭推进剂等二氟化氧、氟化肼等工业生产中,上述工业生产中所排出的含氟废水、废气和废渣都能造成环境污染。煤的燃烧也会排放出含氟废气。氟污染物主要是氟化氢和四氟化硅。
氟污染
人类生活和生产活动中排放的氟及其化合物进入环境并超过环境质量标准限值或造成生物生态危害影响的现象。
- 英文名称
- pollution by fluorine
- 所属学科
- 环境科学
氟在常温下为气体,化学性质非常活泼,能与很多物质发生化学反应。它在酸性介质中能形成容易溶解的金属络合物,在碱性介质中多以负离子形态存在。氟以各种化合物的形式广泛分布在自然界中。
氟化合物主要以气体和含氟飘尘形式污染大气。氟化氢气体能很快与大气中水分结合,形成氢氟酸气溶胶。四氟化硅在大气中与水蒸气反应形成水合氟化硅和易溶于水的氟硅酸。降水可把大气中的氟化物带到地面。许多无机氟化物在大气中都能很快被水解,并通过冷凝或成核过程而降落下来。碱性金属氧化物与氟化物作用能降低氟化物的溶解度,从而减小毒性。大气中含有二氧化硫等酸性污染物所引起的变化则相反。无机氟化物还能被一些植物转化为毒性更大的有机氟化物,如氟乙酸盐和氟柠檬酸。
电镀、金属加工等工业的含氟废水,以及用洗涤法处理含氟废气的洗涤水,排放后可造成水污染。用含氟废水灌溉,含氟尘埃的沉降,以及土壤与氟污染的大气的交换,使土壤和地下水受到污染。土壤中的氟化物能逐渐积累。
氟有高度生物活性,对许多生物具有明显毒性。严重的氟污染能直接危害动、植物。陆生植物和水生生物能富集环境中的氟污染物,因此即使在污染程度不高时,家畜也可能通过食物链而受到伤害。氟是积累性毒物,植物叶子、牧草能吸收氟,牛羊等牲畜食用了被氟污染的饲料,会引起关节肿大、蹄甲变长、骨质疏松,甚至瘫痪不起。
过量的氟在人体内会干扰多种酶的活性,破坏钙、磷的代谢平衡,导致牙齿脆弱、生斑、骨骼和关节变形等症状的氟骨病。地方性氟中毒是同地理环境中氟的丰度有关的世界性地方病,这是由于当地岩石、土壤中含氟量过高,造成饮水和食物中氟含量过高而造成的。饮水中含氟量如大于1.0毫克/升,氟斑牙患病率随含氟量增加而上升;如在4.0毫克/升以上,则出现氟骨症。
《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)生活饮用水水质非常规指标中氟化物的限值为1.0毫克/升。《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)规定的地表水环境质量标准基本项目氟化物(以F-计)的Ⅰ~Ⅴ类标准限值分别为1.0,1.0,1.0,1.5,1.5毫克/升。《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)规定一般地区污水中氟化物的最高允许排放浓度为10毫克/升(一级)、10毫克/升(二级)和20毫克/升(三级)。《渔业水质标准》(GB 11607—1989)规定渔业水质中氟化物(以F-计)的浓度限值为≤1.0毫克/升。《大气污染物综合排放标准》(GB 16297—1996)规定一般工业大气污染物氟化物的最高允许排放浓度为9.0毫克/米3。《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2021)规定农田灌溉用水水质选择性控制项目氟化物(以F-计)的标准值为≤2.0毫克/升(一般地区)、≤3.0毫克/升(高氟区)。
氟的检测方法主要有离子选择电极法、比色法、离子色谱法、液相色谱法。《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)规定地表水中氟化物的分析方法为氟试剂分光光度法、离子选择电极法和离子色谱法。
扩展阅读
- 《环境科学大辞典》编辑委员会.环境科学大辞典.北京:中国环境科学出版社,1991.
- 陈益山,刘善江.土壤中氟离子检测方法的研究进展.安徽农业科学,2013,41(25):10288-10289.