《安全环境-环保技术》之环境矿物材料在土壤污染治理方面的应用及研究进展！

1、环境矿物材料在土壤污染控制中的应用及研究进展！土壤污染是全球三大污染因素之一，是由土壤有害物质渗透引起的土壤内部结构变化引起的土壤质量恶化的现象。土壤污染的主要原因是工业和农业产生的大量有机和无机污染物，这些污染物的积累会大大削弱土地质量，其中重金属污染最严重。另一方面，土壤污染与流动性强的水体污染或大气污染不同，蓄积性最大的特征是长期积累，土壤污染不易消除。解决这个问题的最好方法是提高土壤的自我净化能力，使土壤能够以一定的速度自行处理污染物，这种物质就是环境矿物。土壤中的粘土矿物、铁锰铝氧化物、硅氧化物、有机物硫化物、氢氧化物、碳酸盐等可以对重金属进行吸附、解吸、固定、释放等一系列特殊作用，

2、这些作用可以有效地阻挡、阻挡、限制和净化土壤中的有机污染物和无机污染物，因此应用环境矿物材料治理土壤污染是土壤修复的重要方法之一。1、环境矿物材料在重金属污染土壤处理中的应用(1)膨润土膨润土不仅是我国，也是世界主要环境矿产资源之一，在土壤污染管理中发挥着重要作用。射精苗等在利用绍兴某矿区膨润土修复Pb和Zn复合污染土壤的研究中发现，pH 5、膨润土和污染土壤的比例为1:5时，对修复土壤有最好的恢复效果。另一方面，利用膨润土和合成沸石材料吸附土壤内Cd等重金属，显着降低了作物根和土地上部Cd的浓度。(2) attapulgite凹凸棒石黏土对土壤中的Cd有一定的固定作用，万迪福等通过现场试验研

3、究南京八幡Cd含量超标的土壤的修复情况，在Cd含量超标的土壤上施用了适量的凹凸棒石黏土，青蒿的Cd含量减少了46%，土壤质量下降和卤虫(3) sepiolite海泡石特有的链晶体结构，使海泡石具有较大的比表面积和强的离子交换能力和化学吸附。张青等研究表明，热改性海泡石大大增加了As3，As5的吸附，在800 热改性海泡石的吸附效果最好。(4)沸石沸石适宜调节土壤的pH值，不引入其他污染物，比较适合修复被重金属污染的土壤。Querol等认为，沸石除了提高土壤pH值，导致重金属的形成沉淀外，还可以通过表面螯合及交换吸附增加重金属的吸附。(5)磷灰石材料磷灰石矿物可用于修复受重金属(如Pb、Cd、C

4、u和Zn)污染的土壤。王立群等研究结果表明，羟基磷灰石的比表面积大，对土壤中可交换状态Cd的吸附力强。Laperche等研究表明，将Zn污染的土壤应用于磷灰石后生长的高粱中重金属含量明显减少，磷灰石和Pb形成磷-氯铅矿石，降低了土壤中Pb的生物利用率。(6)碳酸盐矿物石灰石和白云石等碳酸盐矿物主要改变土壤的pH值，与重金属离子一起形成不溶性碳酸盐沉淀，降低重金属在土壤中的有效性。陈等研究表明，碳酸钙能显着减少大米、白菜、小麦对红壤的陈吸收。(7)金属氧化物特别是铁锰氧化物与重金属离子的相互作用是土壤化学及环境化学研究的重点之一。土壤的As固定大部分使用铁氧化物，主要是因为As离子取代氧化铁表面

5、的羟基吸附和固定，同时可以形成非晶铁(iii)或不溶性的二次矿物。(8)耶拉席Erdemoglu等表明，ye lash有机变形后，表面结构发生了变化，对Pb2的吸附能力大大提高，对Pb2浓度为20mg/L的溶液的吸附能力从35%提高到93%，随着pH的提高，吸附能力提高，pH为6.5 7.0时最强。(9)合成矿物材料最近，合成矿物在污染的土壤中使用得越来越多。合成沸石能形成重金属和沉淀(氢)，进入矿物结构，有效降低土壤重金属的迁移和生物利用率。Sneddon等研究也表明，在受Pb、Zn、Cd污染的土壤上进行鱼骨合成的磷灰石，对Pb和Cd具有很强的固定能力。在Pb污染土壤中使用的合成铁(蓝色铁矿

6、)纳米材料还大大降低了Pb在土壤中的流动性和生物利用率，交换状态和碳酸盐结合Pb大大减少，残留Pb增加。环境矿物材料在有机污染土壤处理中的应用土壤有机污染物不仅广泛，其种类也多种多样，是降低土壤质量、破坏土壤生态系统的重要污染物之一，也是地下水污染和地表水污染的主要来源，已经引起了社会各界的广泛关注。环境矿物材料主要通过吸附固定和氧化、催化分解等修复有机污染土壤。(1)粘土矿物钠膨润土通常是不透水的材料，高度分散，能有效地阻止水流，有机污染物以仅通过自身分子就穿透钠膨润土的速度扩散。加入少量有机黏土，有机可吸附有机污染物，形成封闭屏障，提高防渗效果。硅酸盐矿物不仅对有机污染物吸附和固定，而且对

7、有机污染物有催化氧化作用。粘土矿物具有层状结构和离子交换特性，其表面或内部存在氧化中心，产生自由基，使有机污染物氧化。粘土矿物的催化活性大小取决于粘土矿物的类型、可交换的阳离子、粘土矿物的比表面积和表面的酸度。(2)金属矿物材料金属氧化物和有机物通过配位交换、静电力、阳离子桥接、疏水作用、熵作用、氢键吸附有机物。朱莉安娜等对大环素抗生素(克拉霉素和罗红霉素)的铁、锰氧化物对大环素抗生素的吸附能力强，吸附等温线与联立模式一致，铁锰氧化物对抗生素的吸附容量大，吸附机制主要是抗生素和铁锰金属氧化物除了对土壤中的有机物有吸附固定作用外，还对有机物有氧化、催化分解作用。含有表面电荷和变价元素的天然铁锰氧

8、化物和氢氧化物，通常表面积大，反应性好，与还原性酚化合物发生氧化还原反应，对一些有毒酚化合物发生氧化分解。氧化铁能吸附乳酸、酒石酸、苯磺酸、柠檬酸等有机酸，对有机物的转化和分解起催化作用。氧化钛和氧化铁对土壤表面有机污染物的光解有催化作用。3、环境矿物材料在病毒污染土壤管理中的应用在我国，特别是以地下水作为唯一饮用水的广大农村地区，病毒污染问题严重。研究结果表明，比表面大、表面带正电荷的矿物对病毒的吸附性更好。研究结果表明，高岭土吸附噬菌体T2、高岭土、膨润土、酸化粘土可以吸附传染性造血坏死病毒、膨润土对病毒T7。摩尔等研究了34种矿物和土壤对脊髓灰质炎病毒吸附的固定能力，结果显示，矿物表面携带的正电荷总量和病毒吸附量之间存在相当大的相关性，以氧化铁为主要成分的磁成岩和赤铁矿对病毒的吸附力强，而蒙脱土、海绿石、页岩对病毒的吸附力相对弱Ryan和Elimelech也指出，铝、铁、锰等金属氧化物在pH接近中性时具有正电荷，即使其含量很低，对病毒的吸附量也可以大量增加。沈林林等研究表明，纳米氧