フッ素除去

脱フッ素化とは、飲料水中のフッ素濃度を下げることです。世界中で、フッ素は地下水中に最も多く含まれる陰イオンの 1 つです。地下水には主にミネラルの浸出により、表層水よりもフッ素が多く含まれています。地下水は地球上の飲料水の 98% を占めています。^[1]飲料水中のフッ素が多すぎると、歯のフッ素症や骨のフッ素症を引き起こします。世界保健機関は、歯のフッ素症が発生する可能性のある濃度として 1.5 mg/L というガイドライン値を推奨しています。^[2]フッ素症は、 20 か国以上の先進国と発展途上国で風土病となっています。^[3]

フッ素症は比較的最近まで問題として認識されていませんでした。20世紀以前には、水からフッ素を除去する試みはほとんどありませんでした。 ^[4] 1930年代には、いくつかの国がフッ素の悪影響とそれを除去する最善の方法を調査し始めました。水からフッ素を除去するアルミニウムと砂のフィルターは、1933年にS.P.クレイマー博士によって考案されました。1945年に、M.ケネスはフランスの水フッ素除去技術の特許を取得しました。そして1952年には、米国テキサス州バートレットで、機能する活性アルミナコミュニティフッ素除去プラントが稼働しました。^[5]

さまざまなフッ素除去技術が研究されてきたが、それぞれに限界がある。既存の技術は、コストがかかりすぎる（フッ素症が発生しやすい地域は地球​​上で最も貧しい地域であるため）、効果がないか、危険でさえある（修復プロセスの一部は水に他の汚染物質を追加する）。さまざまな成功度で研究されてきた、そして現在も研究が続けられている主な技術には、吸着、沈殿、イオン交換、膜プロセスなどがある。^[6]

吸着は、現地で入手可能な吸着剤を使用して、効率と費用対効果の高い方法で達成できます。費用対効果が高く、現地で入手可能なハーブや土着の製品は、有望な選択肢です。このプロセスは、pHと、イオン競合を引き起こす硫酸塩、リン酸塩、重炭酸塩の存在に依存します。フッ素を含んだ汚泥の処分は問題です。

沈殿は、特にコミュニティ レベルで最も確立され、最も広く使用されている方法です。ただし、その効率は中程度で、大量の化学物質が必要です。アルミニウム塩を過剰に使用すると、ヘドロが発生し、アルミニウムの溶解性によって健康に悪影響を及ぼします。

フッ化物を減らすためのいわゆるナルゴンダ法では、ミョウバンと石灰を混ぜて、フッ化物の一部が水酸化アルミニウムとともに沈殿し、水をデカンテーションして濾過することができる。^[7]

イオン交換は、フッ素を最大 90 ～ 95% 除去し、水の味と色を保ちます。硫酸塩、リン酸塩、重炭酸塩もこの方法ではイオン競合を引き起こします。比較的コストが高いことが欠点であり、処理された水は pH 値が低く、塩化物レベルが高くなることがあります。

膜処理は効果的な技術であり、化学薬品を必要としません。広いpH範囲で機能し、他のイオンによる干渉はごくわずかです。欠点としては、コストが高く、熟練した労働力が必要であることが挙げられます。この処理は塩分濃度の高い水には適していません。^[2]

カルシウム添加ハイドロキシアパタイトは、最新の脱フッ素化技術であり、未焼成合成ハイドロキシアパタイト吸着剤と接触する前に、フッ素汚染された水に水性カルシウムを添加する。^[8]この新しい脱フッ素化技術では、水性カルシウムを添加することで、脱フッ素化中のハイドロキシアパタイトの溶解を効果的に防止し、ハイドロキシアパタイトの脱フッ素化能力も高める。これらの特徴に加えて、この「カルシウム添加ハイドロキシアパタイト」脱フッ素化技術は、カルシウムが豊富なアルカリ性飲料水を提供し、この脱フッ素化水を飲むことは、フッ素症の逆転にも役立つ可能性がある。したがって、安全な飲料水を提供するためにこの脱フッ素化技術を利用することは、フッ素症の緩和に役立つと期待される。^[8]