矿物质吸附剂在环境修复中的应用进展

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1、矿物质功能材料在生态环境修复中的应用进展摘要：本文结合矿物质环保功能材料结构与吸附性能特点，综述了矿物质吸附剂在水体修复、矿区土壤修复、赤潮治理等的应用研究进展；归纳了硅鴻土、膨润土、沸石、蒙脱土等非金属矿物材料在环境修复和生态修复屮的应用实例；展望了矿物质吸附剂在生态修复方面的发展前景。关键词：矿物质生态修复吸附材料硅藻土膨润土许多非金属矿物质，如硅藻土、沸石、膨润土、蒙脱土、海泡石等具有环境治理和生态修复功能，可以用来制备环境污染治理材料和生态修复材料，而且原料易得、单位处理成木低、本身不产生二次污染，是一种环境友好型的材料山。硅藻土、沸石、蒙脱土、膨润土等经过改性加工后可以用于水体

2、修复（重金属、有机污染物、氮磷营养物等）处理和大气修复（硫化物、氮化物、甲醛、苯等）处理；膨润土、珍珠岩、蛭石等可用于固沙、改良土壤、垃圾填埋场（防止垃圾污水渗透）及放射性废料的处置。同时大多数非金属矿都是环境友好材料，这些优点都促使了矿物质吸附剂在生态环境修复中具有广阔的应用前景⑵。1矿物质的功能特性天然矿物Z所以能够对污染环境进行修复，绝不仅仅是矿物所表现出的简单的吸附作用，是多种作用相互影响造成其在环境修复中的独特作用，非金属矿物环境材料对污染物的净化功能主要体现在其基本性能方面⑶，矿物质环保功能材料具有以下相同或相似的特点：（1）良好的化学稳定性。大多为硅酸盐矿物，如硅藻土、沸石

3、、海泡石、蒙脱土、膨润土、蛭石、伊利石等，其主要化学成分为SiO2、AI2O3、60、MgO等，具有良好的化学稳定性;（2）多孔或层状结构，其晶体层间或纳米级孔空间可以提供特殊的微化学吸附或微化学反应场所，沸石一般为多孔的架状立体结构，而黏土类主要是层状结构；（3）较大的比表面积和优良的吸附性能，例如，天然沸石的比表面积500〜1000n?/g,凹凸棒石的比表而积30〜40m2/g,海泡石的比表面积50〜150m2/g,硅藻土的比表而积20〜lOOm'/g；蒙脱石的比表面积lOOm'/g〜400n?/g⑷。（4）离子交换性，如膨润土、皂土、高岭土等的晶体层间具有可交换的Ca、Mg.Na、

4、K等金属阳离子，可以在晶层间进行特殊的离子交换反应；（5）优良的吸水性和保湿性⑸；（6）具有原料来源广泛、单位加工成本较低、加工、使用过程和使用结束后对环境友好等特点。这些特点都使非金属矿物质有可能成为对污染人气和水体污染修复的新型绿色环保材料⑹。2非金属矿物质在环境修复中的应用2.1硅藻土对重金属污染水体的修复研究随着我国工业化进程的加快，机械加工、电镀等行业产生大量的重金属废水，这些废水有时得不到及时有效的处理，通过各种途径进入各类水体，面对tl益严重的水体重金属污染,多种处理方法已经被用于去除水体屮的重金属离子，比较常用的方法有化学沉淀法、活性炭吸附法、水生植物吸附法等⑺。其中活性

5、炭吸附法被认为是最为有效的方法，但是活性炭需要比较高的成本；对于生物修复法，鉴于其环境友好性，具有非常广阔的研究前景，但是对于水体应急处理则无法满足实际要求，因此对于应急处理，研究人员冃光投向了来源广、成本低廉以及无二次污染的环境矿物材料，试图以成木低廉的环境矿物材料生产出合适的替代品。理论上来说，具有微孔结构的许多物质都可以用作吸附剂，对于很多吸附剂来说，最重要的属性是比表面积和结构⑹。另外，化学性质和吸附剂表面的极性也能影响吸附剂的性能。硅藻土作为环境矿物修复材料的研究已经得到广泛的重视。硅藻土的改性是提高硅藻土吸附重金属离子能力的有效手段，目前的研究中硅藻土的改性方法多样，改性试剂

6、既有有机物也有无机物，各种改性方法也都有其优点与效果。随着研究的不断开展与深入，尤其是硅藻土对重金属离子的吸附行为和吸附机理逐渐被了解，以及各种改性工艺的逐步完善，硅藻土在环境污染治理，特别是应急处理的应用将会有更广阔的前景l9'l，Jo2.2改性膨润土对重金属污染土壤修复研究我国有丰富的膨润土资源，膨润土是一种以蒙脱石为主耍成分的黏土矿产，有很强的吸水性，吸水后体积膨胀，它的阳离子交换能力很强，晶格屮四面体层的S皆小部分被A产、产置换，八面体中的A产常被Mg?*、Fe2Z芒等置换，这使晶格中电价不平衡，促使晶层Z间吸附着大量的阳离子”現膨润土的阳离子交换性、膨胀性、吸附性等性质，使其

7、广泛应用于建筑、石油化工、土壤改良、纺织造纸、陶瓷、新型建材、放射性物质的吸附、医药等领域。鉴于膨润土的一系列性质和其对废水的较好的处理效果，提出将其应用于重金属污染土壤的治理，可以利用膨润土的阳离子交换性和吸附性来固定土壤中的重金属，防止重金属在土壤中迁移，减少重金属对环境和人类健康的危害性卩叫因此膨润土治理土壤重金属污染有重要意义。谢正苗等人研究证明了膨润土能够有效降低土壤中Pd、Zn的释放，能够对Pd、Zn起到很好的吸附作用；