Снижение уровня фтора с помощью адсорбции
1,0 мг/л идеальная концентрация фтора в воде для поддержания здорового состояния зубов. Проблемы с зубами у людей начинаются, если уровень фтора в потребляемой воде поднимается выше 2 мг/л. Когда такую воду употребляют дети в возрасте младше 10 лет, их зубы приобретают мелоподобный внешний вид или покрываются коричневатыми пятнышками (29). При концентрации фтора в воде выше 4 мг/л у населения развиваются состояния зубов и костей, называемые остеопетрозис или мраморная кость. Фтор является обычным элементом для воды, и большинство ее источников содержат, по крайней мере, следовые количества этого элемента. Высокий уровень фтора, выше 1,5 мг/л, встречается в колодезной воде юго-запада, северных равнинных штатов и юго-восточных районов США. Иногда присутствие фтора в воде обусловлено загрязнением источников водоснабжения за счет неправильного хранения отходов производства металлических покрытий.
В 1989 агентство защиты окружающей среды США утвердило новую норму максимального содержания фтора в воде 4 мг/л для предотвращения фторозависимых заболеваний опорно-двигательного аппарата. Существует еще и вторая норма фтора - 2 мг/л, соблюдение которой позволит предотвратить развитие пятнистости зубов и флюороза (30). Однако, Агентство защиты окружающей среды США рассматривает пятнистость зубов, как косметологическую проблему, а не проблему здоровья. Вторая норма по фтору 2 мг/л предлагается в качестве рекомендаций и не обязательна к соблюдению. По нормативам Всемирной организации здравоохранения содержание фтора в питьевой воде не должно превышать 1,5 мг/л. Появление бытовых подмоечных обратноосмотических и дистилляционных систем позволило получать очищенную от фтора питьевую воду. Обе системы способны удалять из воды более 90% этого элемента (см. главу 10 «Вода для питья и приготовления пищи»).
В промышленных и муниципальных масштабах для удаления избытка фтора используют обработку воды доломитом (СаМg(СО3)2), проводимую перед этапами отстаивания и фильтрации. Химические свойства доломита приводят к осаждению фтора.
Одним из достаточно популярных способов снижения уровня фтора до приемлемых концентраций является использование специального материала, представляющего собой кальцинированные гранулы гидратированного алюминия, более известного как активированный алюминий. Этот упомянутый процесс обработки воды успешно применялся в бытовых и коммерческих целях в Калифорнии, Аризоне, Техасе, Джорджии и Нью-Мехико.
Для придания алюминию способности к такой селективной адсорбции его вначале обрабатывают раствором гидроксида натрия (каустическим) NaOH. Затем следуют стадия нейтрализации серной кислотой. После тщательной промывки полученная среда ведет себя подобно селективному ионообменнику. Активированный алюминий адсорбирует ионы фтора, селена и мышьяка, в то время как другие ионы пройдут сквозь него, не подвергшись никаким изменениям.
Способность активированного алюминия к адсорбции фтора снижается в присутствии бикарбонатов (НСO3), которые, как показано, в концентрации 50 мг/л уменьшают адсорбционные свойства алюминия на 30% (32).
Так как избыток фтора опасен лишь для питьевой воды, активированный алюминий в основном используется в засыпных фильтрах для масштабной водоподготовки. В связи с использованием опасных химических соединений регенерация отработанных загрузок происходит централизованно - материал посылается на центральную станцию для проверки и восстановления, а затем опять возвращается в место своего использования. 1ак как описанная двухступенчатая регенерация рискованна для домашних условий, в быту для удаления избытка фтора используют активированный алюминий в виде картриджа. Следует помнить, что при любом способе использования активированного алюминия следует соблюдать осторожность, чтобы избежать более длительной, чем положено, работы загрузки.
