1.氟和磷的基本性质

氟元素是自然界固有的化学物质，占地球组成成分总量的0.077%，在地壳的各种组成元素中排16位，其平均地壳丰度可达300mg/kg。氟以化合物类型来分，总体上可分为有机氟和无机氟。有机氟主要包括含氟医药、氟农药、氟染料等，其中全氟化物是一类颇受关注的有机氟污染物；无机氟种类简单，因为F的电负性很高（4.0），容易获得电子而成为氟离子（F-），水体中的无机氟多为离子态^[1]氟化物具有一个重要的环境化学特征：它具有一定的水溶解性，在酸性和中性环境中也能以稳定的离子、金属络合物的状态存在，易于随着水发生迁移，所以氟的迁移性比较强^[2]。

磷在生物圈内分布广泛，地壳含量丰富列前10位，在海水中浓度属第2类。是人体含量较多的元素之一，它不但构成人体成分，且参与生命活动中非常重要的代谢过程，是机体很重要的一种元素。磷进入天然水体后，以多种形态存在，主要包括正磷酸盐（PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-）、聚合磷酸盐（P₂O₇^4-、P₃O₁₀^5-等）和有机磷^[3]。在城市污水处理中，微生物通过厌氧水解和好氧氧化等作用，将有机磷和聚磷转化为正磷酸盐，城市污水二级处理后的出水中也以正磷酸盐为主。正磷酸盐在水体中易电离，根据pH值的不同，可形成H₃PO₄、 H₂PO₄^- 、HPO₄^2-和PO₄^3-四种形态^[4]。

2.氟和磷的污染现状及来源

根据世界卫生组织规定，饮用水中适宜的氟质量浓度为1. 5 mg /L。地下水或地表水中氟含量偏高的地区主要有印度、巴基斯坦、泰国、中国等亚洲地区以及部分南非地区。我国高氟地下水分布非常广泛，遍布27个省、市及自治区，尤其华北、西北干旱半干旱地区最为严重^[5]，这些地区地下水氟含量几乎都大于1.0 mg/L。以山西为例，地方性氟中毒是山西省最为严重流行病之一，病区分布于9个市(地)66个县(区)，病区人口2000万，病区村4000多个^[6]。目前我国含氟废水排放源主要有三类：以萤石为原料直接生产氟化物的工业；应用氟化物为原料加工生产其它产品的工业；因工业原料中含氟而生产中排放出氟的工业。这些工业生产过程排放的废水中含有大量的氟化物。

当过量的磷排到水体后，水体会受到严重污染，其中影响最为凸显的是水体富营养化^[7]。水体富营养化一方面会对人体产生伤害水体发生富营养化，另一方面破坏生态系统中物质循环与能量流动的动态平衡^[8]。 磷广泛存在于土壤及水体中。一般情况下，天然水体中磷的含量很低，其来源主要有四个方面^[9]：①地表径流、降水与土壤侵蚀；②农业排水；③养殖投饵及动物排泄；④生活污水及工业废水。

3.去除水中磷和氟的主要方法

现目前，国内外普遍采用或者正在不断发展的除氟技术，从大体上可以分为沉淀和吸附法以及膜分离法三大类别。沉淀分离法主要包括石灰沉淀法、混凝沉淀法等；吸附法则主要包括活性氧化铝法、沸石法、骨炭法等；而膜分离法则主要包括反渗透、纳滤、超滤以及电渗析法等^[10,11]。

含磷废水常见处理方法有生物法、结晶法、化学沉淀法、吸附法。生物法一般对高浓度含磷废水具有良好的处理效果，但它无法达到深度除磷的目的，尤其是对低浓度的含磷废水。结晶法除磷较为简单，但在实际应用中，污水成分的复杂性使结晶过程较为复杂。结晶法除磷需要严格控制污水pH和金属离子浓度，且会产生一定量的化学污泥，需要配套污泥处理装置。化学沉淀除磷工艺的最大缺陷是引入了新的物质，产生大量无用且易造成二次污染的化学污泥，而且该方法药剂消耗量大，运行成本高吸附法除磷是利用吸附剂本身的高表面能和大比表面积，通过磷在吸附剂表面的一系列吸附反应，并进一步通过解吸过程，实现磷从废水中的分离和磷资源的回收。吸附法主要有物理吸附、化学吸附和离子交换。

4.吸附法除氟和磷的研究进展