土壤是組成大自然環(huán)境中非常重要的一部分,它能為耕作農(nóng)作物提供機(jī)械支撐能力,還可以為農(nóng)作物提供所需要的水、肥、氣、熱等要素。一旦土壤受到污染,可降低農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量,污染地下水等間接影響人類的健康。
在國(guó)內(nèi)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和資源的利用。土壤受到污染也日益加重。特別是在重工業(yè)密集區(qū)、石油開采區(qū),農(nóng)藥化肥播撒區(qū)等都是污染土壤高危區(qū)。隨著城市布局的調(diào)整,一些重工業(yè)企業(yè)如冶煉、化工、電鍍、電子等從城市中搬遷到遠(yuǎn)郊。在此遺留在城市中企業(yè)原場(chǎng)地的土壤受到企業(yè)產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣的污染。其土壤中可能含Cr,Hg,Pb,Zn,Sn,Cu等重金屬和其它的污染物。例如:位于沈陽張士灌區(qū)長(zhǎng)期用含工業(yè)廢水對(duì)其灌溉,導(dǎo)致其灌區(qū)土壤重金屬污染和該區(qū)水稻中重金屬Cr含量超標(biāo)。Cr含量過量會(huì)造成植物根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收減少,植物的生長(zhǎng)受阻。重金屬污染物在土壤中可移動(dòng)性差、存留時(shí)間長(zhǎng)、發(fā)生隱蔽、污染緩效性和不可逆性等特點(diǎn),而它不能完全被自然界的生物及微生物自然降解。
給接下來土地的在開發(fā)利用造成了麻煩。防治土壤污染和處理一直是國(guó)內(nèi)外的焦點(diǎn)研究課題,而嚴(yán)重的土壤污染已經(jīng)成為阻礙城市可持續(xù)發(fā)展再利用的因素,急需對(duì)污染的土壤進(jìn)行修復(fù)處理。
污染土壤修復(fù)與治理技術(shù)的研究起步于20世紀(jì)70年代后期,但是我國(guó)對(duì)土壤的修復(fù)治理的研究起步較晚,與歐、美、澳、荷、日等國(guó)家存在著相當(dāng)大的差距。目前國(guó)內(nèi)外多數(shù)應(yīng)用的土壤修復(fù)技術(shù)包括生物修復(fù)技術(shù)、換土修復(fù)技術(shù)、固化修復(fù)技術(shù)等為主要的修復(fù)技術(shù)路線。幾種修復(fù)方法在實(shí)際應(yīng)用過程中都能達(dá)到一定的生態(tài)效益和環(huán)境效益,但也存在著一些缺點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)急需一種投資少、效益高、消耗少及處理人員無需直接接觸污染土壤,且具有技術(shù)流程簡(jiǎn)單的處理技術(shù)。
沸石是沸石族礦物的總稱,是一種含水的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸礦物。按沸石礦物特征分為架狀、片狀、纖維狀及未分類四種,按孔道體系特征分為一維、二維、三維體系。任何沸石都由硅氧四面體和鋁氧四面體組成。
自然界已發(fā)現(xiàn)的沸石有30多種,較常見的有方沸石、菱沸石、鈣沸石、片沸石、鈉沸石、絲光沸石、輝沸石等,都以含鈣、鈉為主,它們含水量的多少隨外界溫度和濕度的變化而變化。
其對(duì)人類的最大貢獻(xiàn)要數(shù)前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故、日本福島核電站泄漏事故,在這兩次重大災(zāi)難處理中,兩國(guó)均大量使用了沸石吸附去除放射性物質(zhì),除去效果可達(dá)87%以上!在嚴(yán)重的核電站泄漏地球鋪滿沸石,5年后就能長(zhǎng)出小草,20年后人類就可以正常進(jìn)入。沸石的主要成分的安全性已被俄羅斯衛(wèi)生部藥理委員會(huì)進(jìn)行的分析所確認(rèn),同時(shí)也被世界紅十字會(huì)俄羅斯分會(huì)唯一認(rèn)可,同意將紅十字標(biāo)志用于該產(chǎn)品的商標(biāo)中。沸石目前已經(jīng)應(yīng)用于全球范圍內(nèi)的土壤修復(fù)、污水處理、畜牧業(yè)飼料、醫(yī)療保健、日用化工、放射物處理、環(huán)保建材。
實(shí)際上,沸石在土壤修復(fù)領(lǐng)域中也發(fā)揮著巨大的功用。沸石土壤修復(fù)是通過沸石與重金屬元素發(fā)生吸附、離子交換等反應(yīng),將土壤中的鎘、鉻、鉛、砷、汞等重金屬污染物,以及鍶、銫等放射性元素固化、鈍化在沸石孔腔中,降低其生物有效性以及在土壤中的遷移性,減少農(nóng)作物吸收污染物質(zhì)和向食物鏈轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn),避免人們食用受污染的農(nóng)作物而產(chǎn)生的中毒威脅。
因?yàn)?a href="http://www.ssjxjz.com/" data-ke-src="http://www.ssjxjz.com/common/second.aspx?nodeid=183">沸石具有耐輻射性,因此對(duì)鍶、銫等放射性元素具有極好的去除作用,這是其他修復(fù)藥劑或環(huán)保材料所無法實(shí)現(xiàn)的功能。另外,沸石具有極強(qiáng)的吸附性、離子交換性、催化性、耐酸堿性,且無毒無害無殘余,對(duì)土壤污染治理、改善土壤貧瘠化、鹽漬化、解決土壤板結(jié)等題具有顯著效果,是治理土壤污染,發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)的理想產(chǎn)品。沸石土壤修復(fù)可適用于大田等農(nóng)業(yè)土壤、重金屬污染土地、放射性污染場(chǎng)地、次生鹽漬化土地等,能有效去除土壤內(nèi)的鎘、鉻、汞、鉛、砷等重金屬污染物,去除率可高達(dá)92%-96%,適用于包括林木、花卉、中藥材、茶葉、煙草等在內(nèi)的農(nóng)作物。