环境治理与修复研究的应用成果

（一）环境矿物材料在土壤处理中的应用

利用环境矿物材料，特别是具有较强吸附能力、离子交换性能、防渗性能的环境矿物材料对重金属污染土壤进行治理是一种行之有效的办法。环境矿物材料中的黏土、蒙脱土、蛭石、沸石等结构中存在水分子，以它们为主要原料制备的土壤改良材料具有保水、调温的功能。在雨季，它们可将水分固定在结构中，旱季来临时，将结构中的水分释放出来。膨润土、蛭石、沸石等具有良好的吸附功能，可将作物所需的营养成分吸附在表面及结构，使其缓慢释放，以达到保肥的目的。

凹凸棒石作为黏土矿物的一种，因其特殊的晶体结构而对重金属具有较强的吸附能力，可用作土壤重金属固化剂。黏土矿物具有较大的内、外表面和较强的吸附能力，可以与土壤中的重金属发生离子交换作用，固定土壤中的重金属，防止其在土壤中迁移，进入植物体内。由于凹凸棒石带有结构电荷和表面电荷，其中的Si4+可以少量被Fe3+、Al3+替代，Mg2+可以少量被Fe2+、Fe3+、Al3+替代，各种离子替代的综合结果使凹凸棒石常带有少量的负电荷，因而它可以吸附一部分金属阳离子，可以与土壤中的Cu2+发生离子交换吸附和表面络合吸附作用，使得土壤中有效态铜离子浓度降低，降低了铜对植物的毒害，所以也降低了植株体内铜离子的含量，促进了植株的生长，因此可以利用凹凸棒石修复铜污染土壤。

膨润土同样可以直接用于治理重金属污染土壤，一方面是因为大的比表面积和强的吸附能力使得膨润土可以与土壤中的重金属离子发生交换作用，固定土壤中重金属，抑制重金属离子进入植物体内；另一方面膨润土的膨胀性、黏结性以及可塑性使得膨润土在吸水时会形成封闭障碍，因而可以防止污染物的扩散、渗入，达到有效治理。膨润土经己二胺二硫代氨基甲酸盐改性后，其表面活性基团可与可溶性Cu结合形成配合物，降低Cu的移动性：添加的改性矿物越多，固定的Cu也越多，污染土壤中Cu的修复效果与改性膨润土使用量呈正相关。膨润土与化肥等化合物一起施用可改良盐碱地的土质。利用土壤与蓄水层物质中含有的黏土，在现场注入季铵盐阳离子表面活性剂，使其形成有机黏土矿物，用来截住和固定有机污染物，防止地下水进一步污染，并配合生物降解和其他手段，永久消除地下水污染。

沸石是碱或碱土金属的含水铝硅酸盐矿物，骨架结构空疏，有许多大小均一的孔道及空腔，具有选择吸附特性和离子交换性能。在农业生产中，利用沸石的吸附作用，作土壤的保肥剂、保水剂等用于农田改造。沸石加入到土壤后，可以增加土壤对铵离子、磷酸根离子和钾离子的保持能力，提高养分有效性。

（二）环境矿物材料在大气处理中的应用

采用清洁、丰富的环境矿物材料进行大气污染处理，是一条行之有效的方法，近年来科研工作者在这方面也做了大量的研究。

蒙脱石、海泡石、坡缕石等，因为比表面积大，吸附性强，作为吸附过滤材料广泛应用于空气污染的净化。这些环境矿物材料经过简单处理，可用于臭气、毒气及有害气体如NOx、SOx、H2S等的吸附过滤，现已成功运用在去除与腐烂变质物臭气有关的1，4-丁二胺和1，5-戊二胺以及包含排泄物臭气中的吲哚、丁烷一类气体。

空气中含有的细菌和尘埃等悬浮粒子直接影响空气质量，空气中的这些细菌和悬浮粒子对人体健康有很大的影响。无菌洁净空气对许多部门如医疗部门、生物制品、食品部门、电子、精密仪器等尤为重要。无机陶瓷膜有优越的热化学、微生物以及机械稳定性，可用于空气的分离与净化。以天然硅藻土为原料，采用离心成型法制备孔径沿径向成梯度分布、控制层孔径均匀的梯度硅藻土膜管，对空气中的可见以及不可见的微粒，如细菌、灰尘等具有较好的拦截作用。

海泡石对某些有害气体如氨气、甲醛、硫化物等具有极强的吸附作用。有研究表明，用40 g/cm3的海泡石可以使环境中的氨气浓度由100 μg/g降至18 μg/g；海泡石可以极大地降低由于冰箱保存食品产生的气体交叉污染，引起物质腐烂，影响人体健康的有害气体，保持冰箱的清洁，提高食品的保存质量与期限；酸处理后再加入改性剂制得的改性海泡石对NH3有良好的吸附特性，吸附性能甚至超过活性炭；在230℃下经HC1活化处理的改性海泡石有较强的吸附脱硫能力。贺洋等人以四氯化钛为前驱体，采用水解沉淀法在海泡石粉体上负载纳米二氧化钛，并以甲醛为降解对象，考察了复合材料的光催化性能，结果表明，复合材料在650℃煅烧后TiO2为锐钛矿型，在紫外光照射下，对甲醛气体有良好的降解效果。[18]

沸石具有强大的吸附功能，对极性分子如H2O、NH3、H2S、CO2等有很高的亲和力，即使在相对低浓度、湿度、较高温度下仍能有效吸附，因此是性能稳定、吸附效果良好的吸附剂。

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