Дефторирование
Дефторирование – это снижение уровня фтора в питьевой воде. Во всем мире фторид является одним из наиболее распространенных анионов, присутствующих в подземных водах . Фтор в большей степени присутствует в подземных водах, чем в поверхностных, главным образом из-за выщелачивания минералов. Подземные воды составляют 98 процентов питьевой воды на Земле. [1] Избыток фтора в питьевой воде вызывает флюороз зубов и флюороз скелета . Всемирная организация здравоохранения рекомендовала нормативное значение 1,5 мг/л как концентрацию, выше которой вероятен флюороз зубов. [2] Флюороз эндемичен более чем в 20 развитых и развивающихся странах. [3]
История
[ редактировать ]До недавнего времени флюороз не считался проблемой. До 20-го века было предпринято несколько попыток дефторирования воды. [4] В 1930-х годах несколько стран начали исследовать негативное воздействие фторида и способы его устранения. Фильтр из алюминия и песка , удаляющий фтор из воды, был изобретен доктором С. П. Крамером в 1933 г.; в 1945 г. М. Кеннет получил французский патент на метод дефторирования воды; а в 1952 году была введена в эксплуатацию действующая установка по дефторированию активированного глинозема . в Бартлетте, штат Техас , США, [5]
Техники
[ редактировать ]Хотя были изучены различные методы дефторирования, каждый из них имеет свои ограничения. Существующие методы часто слишком дороги (поскольку географические районы, подверженные флюорозу, относятся к числу беднейших регионов на планете), неэффективны или даже опасны (некоторые процессы очистки добавляют в воду другие загрязнители). Основные методы, которые исследовались и продолжают исследоваться с разной степенью успеха, включают: адсорбцию, осаждение, ионный обмен и мембранные процессы. [6]
Адсорбция может быть достигнута с помощью местных адсорбирующих материалов с высокой эффективностью и экономичностью. Экономически эффективные и доступные на местном уровне продукты из трав и местных продуктов предлагают многообещающие варианты. Процесс зависит от pH и присутствия сульфата , фосфата и бикарбоната , что приводит к ионной конкуренции. Утилизация фторсодержащих осадков проблематична.
Осаждение является наиболее устоявшимся и наиболее широко используемым методом, особенно на уровне общин. Однако он имеет лишь умеренную эффективность, и требуется высокая химическая доза. Чрезмерное использование солей алюминия приводит к образованию отложений и неблагоприятным последствиям для здоровья из-за растворимости алюминия.
Так называемый метод Нальгонды для восстановления фторида включает перемешивание квасцов и извести , после чего часть фторида выпадает в осадок вместе с гидроксидом алюминия, и воду можно декантировать и фильтровать. [7]
Ионообмен удаляет фтор до 90-95% и сохраняет вкус и цвет воды. Сульфаты , фосфаты и бикарбонаты также приводят к ионной конкуренции в этом методе. Относительно высокая стоимость является недостатком, а очищенная вода иногда имеет низкий уровень pH и высокий уровень хлоридов .
Мембранные процессы являются эффективным методом и не требуют химических веществ. Он работает в широком диапазоне pH, и влияние других ионов незначительно. К недостаткам можно отнести более высокие затраты и квалифицированную рабочую силу. Этот процесс не подходит для воды с высокой соленостью . [2]
Гидроксиапатит с добавками кальция — это новейший метод дефторирования, при котором водный кальций добавляется к загрязненной фторидом воде перед контактом с непрокаленным синтетическим адсорбентом гидроксиапатита . [8] В этом новом методе дефторирования внесение добавок в водный раствор кальция успешно предотвращает растворение гидроксиапатита во время дефторирования, а также повышает способность гидроксиапатита к дефторированию. В дополнение к этим особенностям, этот метод дефторирования «гидроксиапатита с добавками кальция» обеспечивает получение щелочной питьевой воды , обогащенной кальцием , и употребление этой дефторированной воды также может помочь в обращении флюороза. Таким образом, ожидается, что использование этого метода дефторирования для обеспечения безопасной питьевой воды поможет уменьшить риск флюороза. [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Маллен, Кимберли. «Информация о воде Земли» . ngwa.org . Национальная ассоциация подземных вод . Проверено 26 февраля 2020 г.
- ^ Jump up to: а б Бозе, доктор Шрикант; Р., доктор Яшода; Пураник, доктор Манджунатх П. (01 июля 2018 г.). «Обзор дефторирования в Индии» . Международный журнал прикладных стоматологических наук . 4 (3).
- ^ Минакши; Махешвари, RC (сентябрь 2006 г.). «Фтор в питьевой воде и его удаление». Журнал опасных материалов . 137 (1): 456–463. дои : 10.1016/j.jhazmat.2006.02.024 . ISSN 0304-3894 . ПМИД 16600479 .
- ^ Литтлтон, Дж. (август 1999 г.). «Палеопатология скелетного флюороза». Американский журнал физической антропологии . 109 (4): 465–483. doi : 10.1002/(SICI)1096-8644(199908)109:4<465::AID-AJPA4>3.0.CO;2-T . ISSN 0002-9483 . ПМИД 10423263 .
- ^ Раджчагул, С; Раджчагул, К. (1997). «Решение проблемы флюороза в развивающейся стране». . В Дахи, Э.; Нильсен, Дж. М. (ред.). Материалы 2-го международного семинара по флюорозу и дефторированию воды (PDF) . Аддис-Абеба, Эфиопия. Архивировано из оригинала (PDF) 18 мая 2020 г. Проверено 7 ноября 2018 г.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Кришнан, С; Инду, Р. «Как мы можем заранее подумать о смягчении последствий флюороза?» . Архивировано из оригинала (PDF) 18 мая 2020 г. Проверено 21 августа 2018 г.
- ^ Дахи, Эли и др. «Дефторирование с использованием метода Налгонды в Танзании». (1996).