沸石球因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),在鹽堿地改良、土壤理化性狀改善和污染土壤修復(fù)等方面得到廣泛應(yīng)用,國內(nèi)外許多學(xué)者在沸石處理重金屬污染方面進(jìn)行了研究。國外已有利用沸石或4A沸石模擬核素Sr、Cs和吸附Cu2+、Cd2+和Pb2+的研究。對4A沸石處理過的土壤中鉛的濃度及形態(tài)的變化進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),4A沸石對土壤重金屬鉛具有一定的鈍化效果,能夠有效降低土壤可交換態(tài)鉛、碳酸鹽結(jié)合態(tài)鉛和鐵錳氧化態(tài)鉛的濃度,抑制土壤中鉛的遷移及生態(tài)有效性。土壤鉛以殘?jiān)鼞B(tài)為主,其占比為44.8~59.2。土壤中的鉛濃度由原來的32.1mg/kg減少到28.1mg/kg。研究表明,4A沸石對NH4+具有較高的選擇交換性,可以去除土壤和污水中的NH2-N及Pb2+、Cu2+、Zn2+和Cd2+。通過添加不同改良劑對鎘污染土壤中各形態(tài)Cd的含量(以干質(zhì)量計(jì))及化學(xué)固定修復(fù)狀況進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),其中生物可利用態(tài),包括水溶態(tài)、交換態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)的Cd,隨著沸石和納米沸石用量的增加,其占總量Cd的比例降低,部分轉(zhuǎn)化為其他形態(tài),其中以納米沸石固定Cd的效果最好。研究了不同土壤處理措施(酸化、CaCO3、沸石)對菠菜在添加Cu情況下的生長特征及吸收金屬的含量變化,并對菠菜的過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)進(jìn)行測定發(fā)現(xiàn),添加沸石處理顯著提高了菠菜體內(nèi)Cu的含量(P<0.05),顯著減少了Cr在菠菜體內(nèi)的含量(P<O.05),對其他金屬的吸收并無顯著影響,可能是由于供試土壤偏堿性的原因造成了沸石對其他金屬離子的吸收障礙。模擬了添加骨炭和沸石前后的銅、鉛、鎘復(fù)合污染土壤狀況,對土壤pH值、土壤中重金屬有效態(tài)含量、植物生長量、重金屬吸收量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和評價(jià)。研究發(fā)現(xiàn),土壤受到污染后pH值顯著降低,土壤中重金屬有效態(tài)含量顯著增加,植物生長不良,同時(shí)重金屬含量增加;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個(gè)單位,土壤有效態(tài)重金屬含量顯著降低,植物株高、鮮重和干重增加,能夠起到保證作物產(chǎn)量,提高農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量的作用。
1、沸石的種類豐富,因其無毒無害的理化性質(zhì)及資源廉價(jià)易得等方面所具有的獨(dú)特的優(yōu)越性,必將廣泛應(yīng)用于土壤改良、土壤有機(jī)肥和土壤基質(zhì)等方面的生產(chǎn)。隨著對沸石在土壤改良和污染治理方面的功效的認(rèn)識不斷地深入,沸石在這些方面的應(yīng)用將得到更加深入的研究,同時(shí),利用現(xiàn)代技術(shù),綜合不同非金屬的特性,研究沸石與其他非金屬結(jié)合在土壤和環(huán)境中的應(yīng)用,值得重視和研究。
2、對于天然沸石的結(jié)構(gòu)和特性的研究正隨著科技的發(fā)展和生產(chǎn)應(yīng)用的需要得以逐步擴(kuò)大和深化,如:沸石被廣泛用于鹽堿化土壤改良或去除污水中的雜質(zhì),可達(dá)到吸附凈化的目的。目前,對沸石在土壤中與土壤膠體結(jié)合反應(yīng)的作用機(jī)理方面的研究并不多,因此,今后研究的重點(diǎn)可從研究沸石結(jié)構(gòu),增加其有效性人手,以此保證用量與吸附能力之間的合理化,提高使用效率,促進(jìn)循環(huán)利用。此外,對高純沸石和改性沸石的研究與開發(fā),也應(yīng)引起足夠的重視,從進(jìn)行機(jī)理的研究和新產(chǎn)品的開發(fā)人手,可使沸石在更高技術(shù)領(lǐng)域中得以應(yīng)用。
3、沸石的生產(chǎn)已逐漸由原本的粗放型生產(chǎn)向精細(xì)化轉(zhuǎn)變,如何合成雜質(zhì)少、活化好、結(jié)構(gòu)松散、孔隙和裂隙發(fā)育良好的沸石分子篩已成為進(jìn)一步研究的重點(diǎn)。分子化學(xué)、化學(xué)物理和分子結(jié)構(gòu)學(xué)等相關(guān)科學(xué)的發(fā)展為進(jìn)一步研究天然沸石的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)提供了有利的工具。
沸石在生產(chǎn)上有十分廣闊的市場前景,沸石的應(yīng)用研究將對綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生極其深遠(yuǎn)的影響。