在工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展過程中,由于沒有采取及時有效的控制措施,使得污染物質(zhì)在土壤中大量累積。這些有害物質(zhì)通過植物吸收,進入食物鏈,影響人類健康。利用沸石球作為改良劑,可固定土壤中的有害物質(zhì),減少被植物吸收的可能性。
天然沸石對重金屬Pb和Ni具有很強的吸附能力,其中離子交換和表面絡(luò)合反應(yīng)是其主要的吸附形式。利用NaOH、NH4+飽和對沸石進行改性后,其對重金屬具有很強的吸附能力。發(fā)現(xiàn)使用由粉煤灰人工合成的NaP1型沸石對一價和二價的重金屬離子都顯示出很好的保留特性,淋洗和離子交換實驗都表明它能有效地減少Tl,Zn,Cd,Mn,Co的移動性(63%~100%)。
將合成沸石加到Cd污染土壤中明顯降低了萵苣、燕麥和黑麥草根和莖中的Cd濃度。當沸石施用量為土重的1%時,與對照相比,盆栽萵苣葉子中Cd濃度減少了86%。該試驗中采用兩種類型的合成沸石:4A型和13X型,其中13X型與Cd結(jié)合的的效率高于4A型。這是由于晶體孔徑不同,對于4A型和13X型分別為4.2A和9A。設(shè)計了天然沸石占土重1%、2%和5%的3個水平的試驗,得出在5%水平下,紫花苜蓿莖和根中Hg濃度分別減少了86.0%和55.4%,同樣黑麥草的Hg濃度也降低了84.2%和58.2%,說明不同植物種類表現(xiàn)出了不同的遷移機制。
城市工業(yè)污泥包含豐富的有機質(zhì),可是由于它同時含有高濃度的重金屬,從而限制了其利用。而Zeolite可用作污泥中重金屬的清理劑。研究了沸石在污泥腐熟過程中吸附重金屬的情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著混合物中天然沸石含量(0—30%)的增加,腐熟后的混合物中重金屬的濃度明顯減少。沸石吸附了污泥中交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)的重金屬。發(fā)現(xiàn)添加0.5%和1.0%的沸石在90天內(nèi)可顯著降低污泥中可移動的Zn,同時也顯著降低土壤中重金屬向黑麥草的傳遞。研究了添加鈍化劑對污泥堆肥處理中重金屬形態(tài)影響,發(fā)現(xiàn)沸石可以在一定程度上改變重金屬形態(tài)。沸石處理污泥可降低污泥中Cu、Zn的活性含量及小麥對重金屬的吸收”。
另外,沸石也應(yīng)用于土壤放射性物質(zhì)的控制上。研究了沸石對cs的吸附;研究了在溫室條件下添加斜發(fā)沸石和碳酸鈣對盆栽黑麥草吸收cs的影響。當土壤中斜發(fā)沸石的含量為10%,外源加入的Cs含量為40mg/kg時,黑麥草葉片的cs含量低于30mg/kg,而對照中的葉片含Cs量分別為:泥炭土1860mg/kg,壤土150mg/kg。無論是否添加碳酸鈣,斜發(fā)沸石都能非常有效地固定Cs。
沸石具有高的吸附容量和離子交換能力,隨著人們對沸石在土壤改良中的功效認識的深入,沸石的應(yīng)用越來越受到科研人員和農(nóng)技推廣人員的重視。沸石來源廣泛,成本低廉,且無毒無害,在實際應(yīng)用中顯示出了較好的土壤改良效果,是一種適用易得的新型土壤改良劑。因此需要在原有工作的基礎(chǔ)上,進一步加強沸石在改善土壤養(yǎng)分狀況、鹽堿地改良、土壤物理性狀改善方面的應(yīng)用研究。但是在實際運用中仍然存在許多理論與技術(shù)問題。例如,雖然沸石具有較好的保N效果,不過要減少NH4+淋失,沸石的用量都要相當高,所以選擇一個經(jīng)濟有效的用量,適宜的施用方式(直接施入、與肥料混施和進行處理后施用等)以及施用時間和不同土壤的選擇等問題都需要進一步的探討。另外,近年來一些將沸石用于土壤修復方面的研究工作已經(jīng)陸續(xù)展開。應(yīng)用沸石進行污染土壤的化學修復不需要將污染土壤移去,可就地進行,費用低廉,并且可以通過形成穩(wěn)定的含有重金屬的礦物或沉淀物質(zhì)而提供一種長期的修復方法,從而減少重金屬在土壤中的溶解性和移動性,降低重金屬向水體和植(作)物轉(zhuǎn)移的風險,從而達到控制和治理的目的。盡管沸石已經(jīng)顯示出了較好的應(yīng)用效果,但是目前亟需對沸石在污染土壤修復方面的應(yīng)用前景進行進一步的研究和科學評價。