수돗물 불소화는 양날의 검과 같습니다. 미국에서는 충치 예방을 위해 대부분의 수돗물에 불소를 첨가하고 있습니다. (참고로 불소는 전 세계 많은 식수원에 자연적으로 존재합니다.) 하지만 고농도의 불소는 뼈에 손상을 줄 수 있으며, 과다 섭취 시에는 치명적일 수도 있습니다.
건조제인 활성 알루미나는 물 속 불소 농도를 낮추는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 활성 알루미나는 사람들이 잠재적인 건강상의 이점을 누릴 수 있도록 물에 필요한 만큼의 불소를 남겨두는 동시에, 건강에 해로운 수준의 불소가 음용수에 남지 않도록 합니다.
1994년 세계보건기구(WHO)는 수돗물의 불소 농도를 0.5~1mg/L로 유지할 것을 권고했습니다. 불소 농도가 1mg/L를 초과하는 경우 탈불소 처리를 해야 하며, 탈불소 처리 방법에는 화학물질 침전법, 막 기반 기술, 이온 교환 및 흡착법 등 세 가지가 있습니다.
이러한 방법들은 종종 복합적으로 사용됩니다. 예를 들어, 불소 농도가 15ppm을 초과할 경우, 화학 침전법에 속하는 석회를 사용하여 불소 농도를 낮출 수 있습니다. 석회를 사용하여 불소 농도를 낮춘 후에는 흡착법에 속하는 활성 알루미나를 사용하여 불소 함량을 1ppm 미만으로 줄일 수 있습니다. 활성 알루미나는 최대 99%까지 물을 정화할 수 있기 때문입니다.
활성 알루미나는 불소 이온이 알루미나에 끌리는 성질 때문에 불소를 흡착합니다. 불소는 활성 알루미나와 접촉하면 불화알루미늄을 형성하려는 경향이 있습니다. 이 불화알루미늄은 물의 pH가 6 미만으로 유지되는 한 알루미나 비드에 달라붙어 있습니다. 물의 pH가 6보다 낮아지면 활성 알루미나의 효과가 감소하기 시작합니다. 또한, 알루미늄은 일반적으로 물에 녹지 않지만, 활성 알루미나로 인해 알루미늄이 물에 용출될 수도 있습니다.
참고: 역삼투압 방식은 물에서 알루미늄을 제거하는 데 사용되며, 일부 증류기도 마찬가지입니다. 알루미늄은 물에 잘 녹지 않기 때문에 일반적으로 물에 녹지 않습니다.
활성 알루미나를 사용하기 전에 황산알루미늄으로 전처리하는 것이 초기 흡착 실험의 효율을 높이는 데 도움이 됩니다. 전처리 후에는 활성 알루미나의 흡착 반응이 유속에 따라 달라진다는 점을 기억해야 합니다. 활성 알루미나는 높은 유속에서도 작동할 수 있지만, 흡착 용량이 감소하여 추가적인 흡착 과정을 거쳐야 할 수도 있습니다. 유속을 두 배로 늘리면 활성 알루미나층을 통과하는 불소의 양이 33% 증가하여 활성 알루미나의 불소 흡착 효율이 감소합니다.
활성 알루미나를 사용할 때 다른 이온들이 흡착 과정에 영향을 미칠 가능성이 있는데, 이는 미국에서 사용하는 물에 다른 이온들이 포함되어 있기 때문입니다. 이러한 이온들은 주로 염화나트륨, 황산나트륨, 중탄산나트륨입니다. 염화나트륨과 황산나트륨은 흡착 과정에 영향을 미치지 않지만, 중탄산나트륨은 활성 알루미나의 흡착 용량을 33%에서 70%까지 감소시킬 수 있습니다.
활성 알루미나는 대부분의 제습제와 마찬가지로 재생이 가능합니다. 활성 알루미나가 들어 있는 가성소다 용액에 수산화나트륨, 황산알루미늄 또는 황산을 첨가하면 흡착제가 재생됩니다. 재생된 활성 알루미나는 계속해서 재사용할 수 있으며, 적절하게 사용하면 수년간 사용할 수 있습니다.
활성 알루미나는 물 속의 불소를 최대 99%까지 제거하여 사람들이 안전하게 마실 수 있는 물을 만드는 데 필수적입니다.
게시 시간: 2019년 8월 5일