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沸石球在土壤污染治理中的应用

发布时间:2019-07-31     浏览次数:5582

沸石因其独特的结构和性质,在盐碱地改良、土壤理化性状改善和污染土壤修复等方面得到广泛应用,国内外许多学者在沸石处理重金属污染方面进行了研究。国外已有利用沸石或4A沸石模拟核素Sr、Cs和吸附Cu2+、Cd2+和Pb2+的研究。对4A沸石处理过的土壤中铅的浓度及形态的变化进行研究时发现,4A沸石对土壤重金属铅具有一定的钝化效果,能够有效降低土壤可交换态铅、碳酸盐结合态铅和铁锰氧化态铅的浓度,抑制土壤中铅的迁移及生态有效性。土壤铅以残渣态为主,其占比为44.8~59.2。土壤中的铅浓度由原来的32.1mg/kg减少到28.1mg/kg。研究表明,4A沸石对NH4+具有较高的选择交换性,可以去除土壤和污水中的NH2-N及Pb2+、Cu2+、Zn2+和Cd2+。通过添加不同改良剂对镉污染土壤中各形态Cd的含量(以干质量计)及化学固定修复状况进行研究时发现,其中生物可利用态,包括水溶态、交换态及碳酸盐结合态的Cd,随着沸石和纳米沸石用量的增加,其占总量Cd的比例降低,部分转化为其他形态,其中以纳米沸石固定Cd的效果最好。研究了不同土壤处理措施(酸化、CaCO3、沸石)对菠菜在添加Cu情况下的生长特征及吸收金属的含量变化,并对菠菜的过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)进行测定发现,添加沸石处理显著提高了菠菜体内Cu的含量(P<0.05),显著减少了Cr在菠菜体内的含量(P<O.05),对其他金属的吸收并无显著影响,可能是由于供试土壤偏碱性的原因造成了沸石对其他金属离子的吸收障碍。模拟了添加骨炭和沸石前后的铜、铅、镉复合污染土壤状况,对土壤pH值、土壤中重金属有效态含量、植物生长量、重金属吸收量进行了统计和评价。研究发现,土壤受到污染后pH值显著降低,土壤中重金属有效态含量显著增加,植物生长不良,同时重金属含量增加;在中度和重度污染的土壤上添加等量的骨炭和沸石混合物,土壤pH值提高了2.21和2.29个单位,土壤有效态重金属含量显著降低,植物株高、鲜重和干重增加,能够起到保证作物产量,提高农产品安全质量的作用。

1、沸石的种类丰富,因其无毒无害的理化性质及资源廉价易得等方面所具有的独特的优越性,必将广泛应用于土壤改良、土壤有机肥和土壤基质等方面的生产。随着对沸石在土壤改良和污染治理方面的功效的认识不断地深入,沸石在这些方面的应用将得到更加深入的研究,同时,利用现代技术,综合不同非金属的特性,研究沸石与其他非金属结合在土壤和环境中的应用,值得重视和研究。

2、对于天然沸石的结构和特性的研究正随着科技的发展和生产应用的需要得以逐步扩大和深化,如:沸石被广泛用于盐碱化土壤改良或去除污水中的杂质,可达到吸附净化的目的。目前,对沸石在土壤中与土壤胶体结合反应的作用机理方面的研究并不多,因此,今后研究的重点可从研究沸石结构,增加其有效性人手,以此保证用量与吸附能力之间的合理化,提高使用效率,促进循环利用。此外,对高纯沸石和改性沸石的研究与开发,也应引起足够的重视,从进行机理的研究和新产品的开发人手,可使沸石在更高技术领域中得以应用。

3、沸石的生产已逐渐由原本的粗放型生产向精细化转变,如何合成杂质少、活化好、结构松散、孔隙和裂隙发育良好的沸石分子筛已成为进一步研究的重点。分子化学、化学物理和分子结构学等相关科学的发展为进一步研究天然沸石的结构和物理化学性质提供了有利的工具。

沸石在生产上有十分广阔的市场前景,沸石的应用研究将对绿色经济的发展产生极其深远的影响。

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