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讯 我国水资源总量丰富，但人均水资源量仅为全球平均水平的1/4，水资源供需矛盾突出，正常年份缺水500多亿立方米。同时，随着我国工业化进程的加快，产品种类多样化导致工业废水成分更趋复杂，废水排放量增加。其中含氟废水约占全国工业废水总排放量的5%。
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氟性质活泼、分布广泛，虽是人体的微量元素，但高氟含量物质的接触通常对动植物和人体有害，容易引发氟斑牙、氟骨症、神经系统病变、破坏生态系统平衡等问题。据悉，当饮用水中氟含量高于4毫克/升时，氟斑牙的患病率可达到100%，并可能导致氟骨症的发生，严重影响人们的日常生活质量。
氟污染来源及对生态系统与人类健康的影响关联
含氟废水的处理技术
当前，针对含氟废水的处理技术呈现多元化，包括但不限于吸附法、化学沉淀法、混凝沉淀法、电凝聚法、离子交换树脂法、膜分离法及生物法等。
含氟废水主要治理方法及特点
这些方法均存在一定的局限性，且大多依赖除氟材料本身。化学沉淀法主要通过钙盐或铝盐沉淀除氟，处理费用低，但对高浓度含氟废水的深度除氟效果较差，且会产生大量污泥。混凝沉淀法使用常见的混凝剂PAC(聚合氧化铝)、PAM(聚丙烯酰胺)、PAS(聚硫酸铝)等除氟，但效果不稳定，处理后的水中含有大量的硫酸根离子和溶解铝，易产生二次污染。吸附法的处理效果由吸附剂决定，离子交换法的最大限制因素是树脂再生及最终处置问题。因此，探究高效、稳定、低成本的新型功能性除氟材料成为含氟废水处理领域亟需突破的难题。
功能性除氟材料
根据不同的除氟机理，除氟材料可分为天然矿物除氟材料、常见金属基除氟材料、稀土类金属基除氟材料和新型纳米复合除氟材料。
天然矿物除氟材料
天然矿物除氟材料来源广泛，以沸石、粉煤灰、蒙脱石、膨润土等为代表，大多具备良好的孔隙率和比表面积，可通过静电吸附、离子交换去除水中氟化物，因其除氟效率高、成本低，在废水除氟方面得到广泛应用。为了进一步提高除氟性能，一般对天然矿物材料进行改性。
金属基除氟材料
金属基除氟材料具有较高的电负性和较小的离子尺寸，对氟离子具有很强的吸附选择性，其机理是利用金属离子对氟离子的静电吸附、离子/配体交换等方式实现去除氟污染物的目的。常见的金属基除氟材料有铝盐、铁盐和镁盐等氧化物、氢氧化物及MOFs材料。
稀土类金属基除氟材料
稀土元素对氟具有良好的吸附选择性，在含氟废水深度处理方面表现出优异的吸附性能，其主要除氟机理为静电吸附和离子交换，即稀土离子结合氟离子形成稳定的配合物，在吸附完成后可采用氢氧化钠溶液或明矾溶液解吸再生。然而稀土元素成本较高，一般都将其与其他常见金属元素或高分子材料进行有机结合，用于废水中氟化物的双向去除。
新型纳米复合除氟材料
根据氟的物化特性，大部分除氟材料均通过较高的比表面积、高表面活性和催化点位等机理除氟，相对于传统除氟材料，新型纳米复合除氟材料因其具有除氟效率高、性能稳定、可调整降低成本等优势备受关注。虽然其除氟效果受pH影响，但适用pH范围更广，在污水处理领域具有广阔的应用前景。
新型纳米材料主要通过静电吸附作用、配体或者离子交换作用除氟。根据新型纳米材料的组成、形貌、结构的差异，具有不同的除氟效果。常见的有碳基纳米材料(石墨烯、碳纳米管等)、纳米复合金属氧化物材料(负载Al、Fe、La、Ce、Zr等)和其他的新型纳米复合材料(磁性纳米复合材料)。
小结
近年来，随着光伏、新能源汽车、半导体等产业的快速发展，其含氟工业废水逐渐成为环境氟化物污染的重要来源。常见的除氟方法难以满足日益严苛的废水排放要求，功能性除氟材料应运而生，并逐渐形成含氟废水治理的关键技术。探索新型、高效、稳定、经济、环保的除氟材料，更是契合我国双碳发展战略，实现人与环境可持续发展的重要一环。
参考资料：
燕佳妮等.功能性除氟材料在废水处理中的研究进展及应用
罗立群等.典型产业含氟废水来源与综合治理技术研究现状
张佳瑶等.工业含氟废水处理技术研究进展
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