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沸石球对污染土壤的修复

发布时间:2019-09-02     浏览次数:777

在工农业快速发展过程中,由于没有采取及时有效的控制措施,使得污染物质在土壤中大量累积。这些有害物质通过植物吸收,进入食物链,影响人类健康。利用沸石作为改良剂,可固定土壤中的有害物质,减少被植物吸收的可能性。

天然沸石对重金属Pb和Ni具有很强的吸附能力,其中离子交换和表面络合反应是其主要的吸附形式。利用NaOH、NH4+饱和对沸石进行改性后,其对重金属具有很强的吸附能力。发现使用由粉煤灰人工合成的NaP1型沸石对一价和二价的重金属离子都显示出很好的保留特性,淋洗和离子交换实验都表明它能有效地减少Tl,Zn,Cd,Mn,Co的移动性(63%~100%)。

将合成沸石加到Cd污染土壤中明显降低了莴苣、燕麦和黑麦草根和茎中的Cd浓度。当沸石施用量为土重的1%时,与对照相比,盆栽莴苣叶子中Cd浓度减少了86%。该试验中采用两种类型的合成沸石:4A型和13X型,其中13X型与Cd结合的的效率高于4A型。这是由于晶体孔径不同,对于4A型和13X型分别为4.2A和9A。设计了天然沸石占土重1%、2%和5%的3个水平的试验,得出在5%水平下,紫花苜蓿茎和根中Hg浓度分别减少了86.0%和55.4%,同样黑麦草的Hg浓度也降低了84.2%和58.2%,说明不同植物种类表现出了不同的迁移机制。

城市工业污泥包含丰富的有机质,可是由于它同时含有高浓度的重金属,从而限制了其利用。而沸石可用作污泥中重金属的清理剂。研究了沸石在污泥腐熟过程中吸附重金属的情况,结果发现随着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属的浓度明显减少。沸石吸附了污泥中交换态和碳酸盐结合态的重金属。发现添加0.5%和1.0%的沸石在90天内可显著降低污泥中可移动的Zn,同时也显著降低土壤中重金属向黑麦草的传递。研究了添加钝化剂对污泥堆肥处理中重金属形态影响,发现沸石可以在一定程度上改变重金属形态。沸石处理污泥可降低污泥中Cu、Zn的活性含量及小麦对重金属的吸收”。

另外,沸石也应用于土壤放射性物质的控制上。研究了沸石对cs的吸附;研究了在温室条件下添加斜发沸石和碳酸钙对盆栽黑麦草吸收cs的影响。当土壤中斜发沸石的含量为10%,外源加入的Cs含量为40mg/kg时,黑麦草叶片的cs含量低于30mg/kg,而对照中的叶片含Cs量分别为:泥炭土1860mg/kg,壤土150mg/kg。无论是否添加碳酸钙,斜发沸石都能非常有效地固定Cs。

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沸石具有高的吸附容量和离子交换能力,随着人们对沸石在土壤改良中的功效认识的深入,沸石的应用越来越受到科研人员和农技推广人员的重视。沸石来源广泛,成本低廉,且无毒无害,在实际应用中显示出了较好的土壤改良效果,是一种适用易得的新型土壤改良剂。因此需要在原有工作的基础上,进一步加强沸石在改善土壤养分状况、盐碱地改良、土壤物理性状改善方面的应用研究。但是在实际运用中仍然存在许多理论与技术问题。例如,虽然沸石具有较好的保N效果,不过要减少NH4+淋失,沸石的用量都要相当高,所以选择一个经济有效的用量,适宜的施用方式(直接施入、与肥料混施和进行处理后施用等)以及施用时间和不同土壤的选择等问题都需要进一步的探讨。另外,近年来一些将沸石用于土壤修复方面的研究工作已经陆续展开。应用沸石进行污染土壤的化学修复不需要将污染土壤移去,可就地进行,费用低廉,并且可以通过形成稳定的含有重金属的矿物或沉淀物质而提供一种长期的修复方法,从而减少重金属在土壤中的溶解性和移动性,降低重金属向水体和植(作)物转移的风险,从而达到控制和治理的目的。尽管沸石已经显示出了较好的应用效果,但是目前亟需对沸石在污染土壤修复方面的应用前景进行进一步的研究和科学评价。

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