合肥研究院在飲用水除氟研究中實(shí)現(xiàn)從理論到實(shí)踐的突破

　　近期，在國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃納米專項(xiàng)項(xiàng)目“應(yīng)用納米材料和技術(shù)去除飲用水中微污染物的基礎(chǔ)研究”的資助下，項(xiàng)目首席科學(xué)家劉錦淮課題組副研究員孔令濤等人經(jīng)過不斷創(chuàng)新在飲用水氟污染去除的研究中取得了一系列重要突破。在理論研究的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)又經(jīng)過攻堅(jiān)克難成功研發(fā)出一種“天然礦物納米復(fù)合除氟劑飲用水除氟技術(shù)”，目前已在安徽省蒙城縣三義鎮(zhèn)等高氟地區(qū)建立了除氟工程（圖2），日處理高氟水量2400噸，出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)（GB 5749-2006）。近期該納米除氟技術(shù)也順利通過了省科技廳組織的科技成果鑒定（圖3），專家一致認(rèn)為該項(xiàng)技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

　　飲用水中氟污染嚴(yán)重威脅到人們的身體健康和生命安全，是水處理中最富挑戰(zhàn)性的問題之一，雖然目前已發(fā)展了很多除氟的技術(shù)和方法，但是氟污染問題依然未能得到有效的解決。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)至今仍有幾千萬人在飲用高氟水，因此，氟污染問題亟需解決。經(jīng)過幾年的不懈努力，課題組研究人員在除氟材料的設(shè)計(jì)、除氟技術(shù)和除氟機(jī)理的研究中取得了多項(xiàng)突破性進(jìn)展，成功地合成了超長(zhǎng)羥基磷灰石納米線、海膽狀羥基磷灰石仿生納米材料、微納分級(jí)結(jié)構(gòu)MgO/MgCO₃、插層羥基草酸鋁、微納分級(jí)結(jié)構(gòu)的納米微球、不同形貌的鈉釩石微米管以及水合氧化鐵納米球等材料（圖1），實(shí)現(xiàn)了對(duì)氟污染的高效深度去除，氟去除率達(dá)90%以上。同時(shí)還揭示了基于CO₃^2- 、SO₄^2-、NO₃^-、C₂O₄^2-等陰離子和表面-OH協(xié)同作用的除氟新機(jī)理，拓展了除氟的pH范圍（4~11）。相關(guān)成果已分別發(fā)表在Journal of Hazardous Materials 303 (2016) 119、Journal of Colloid and Interface Science, 446 (2015) 194、Chemical Engineering Journal DOI:10.1016/j.cej.2015.10.036、Journal of Colloid and Interface Science DOI: 10.1016/j.jcis.2015.10.045、Applied  Surface  Science 357  (2015)  1080、RSC Advanced, 5 (2015) 84389、Research on Chemical Intermediates DOI: 10.1007/s11164-015-2293-x 以及Chemical Engineering Journal 271 (2015) 240等環(huán)境類期刊中。

圖1 幾種納米除氟材料

圖2 安徽省蒙城縣三義鎮(zhèn)利民水廠納米飲用水除氟工程