天然环境矿物材料的应用

1. 应用现状

1）在水污染治理中的应用

水体污染大体上来说可以分为地表水与地下水两方面；

天然环境矿物材料治理功能：

a. 去除或净化水体中的污染物

b. 对水体中某些元素的回收

天然矿物岩石，如沸石、膨润土、海泡石、凹凸棒石、蛭石、硅藻土等，对Cu2 、Pb2 、Zn2 、Cd2 、Ni2 、Cr3 、Hg2 、Cr6 等重金属离子有一定的吸附作用；

天然矿物材料去除水中高浓度无机阴离子效果受到诸多因素的影响，包括：表面性质(比表面积、孔径等) 、无机阴离子种类、pH 值等；

天然粘土矿物因具有独特的层状结构而表现出良好的吸附和离子交换性能，且其储量大，价格低，对环境无污染，也是去除废水中有机污染物较为理想的低成本吸附剂之一。

天然矿物因其种类繁多、储量丰富、价格低廉、处理工艺相对简单，在进行废水处理方面具有投资少、效果明显且带来的二次污染小等优点，优良的性能为其在水环境保护方面开拓了广阔的应用前景。

2）在大气污染治理中的应用

污染物只要包括：

a. 无机有害气体：硫氧化物、氮氧化物为代表；

b. 有机有害气体：碳氢化合物为代表；

c. 粉尘污染

天然矿物材料在大气治理中所具备的性能：吸附性、过滤性、絮凝性、离子交换性及中和性等性能；

如沸石、凹凸棒石、海泡石、蛙石、蒙脱石、白云石、硅藻土等，可以处理工业与生活中排放的废气；

主要集中在治理燃煤污染、汽车尾气污染，以及空气中颗粒悬浮物和有毒气体的污染。

我国大气污染的显著特征就是煤烟型:

利用呈碱性天然矿物材料，如膨润土、石灰石、生石灰、水镁石等，与酸酐发生中和反应，吸收酸酐，达到去除废气的目的；

汽车尾气污染也是中国大中城市的另一主要大气污染源:

稀土元素具有独特的储氧功能，可使CO转化成CO2，还可以改善催化剂的抗铅硫中毒性能，提高催化剂的使用寿命，增加催化剂的热稳定性。

空气中含有的细菌和尘埃等悬浮粒子直接影响空气质量:

天然硅藻土对空气中的可见以及不可见的微粒具有较好的拦截作用。

天然环境矿物材料能耐高温、耐辐射，而且许多矿物材料特殊的多孔结构都能为其提供极高的吸附性能，兼之矿物材料本身的价格就相当低廉，可对其进行改性增强其物理和化学强度，使其具备长久的耐用性。

3）固体废物处理中的应用

利用种类繁多、储量丰富、价格低廉、处理工艺相对简单的天然矿物进行固体废物的处理，具有投资少、效果好且二次污染小等优点`，逐渐得到了广泛的关注。

天然矿物材料可作为垃圾处理的填埋防渗材料，主要包括沸石、膨润土、伊利石和高岭石等。

一些天然矿物材料如蒙脱石和沸石具有高的吸附容量和离子交换能力，可以用来吸附固定重金属，降低被植物吸收的可能性。

天然矿物材料具有对固体废弃物独特优良的处理效果，有的甚至可与废物直接混合，变废为宝，达到综合利用的目的，获得保护生态环境和综合利用的双重作用。

4）土壤修复中的应用

土壤污染的主要来源是工业和农业所产生的大量有机与无机污染物，这些污染物的积累会大幅削弱土地质量，其中又以重金属的污染最为严重。

当前防治形势严峻，表现为土壤污染途径众多、原因复杂，且部分地区土壤污染严重，并呈现无机/有机复合与混合污染、新老污染物并存等复杂局面。

解决土壤污染的最好方法就是增强土壤的自净化能力，令土壤能够以一定的速率自行处理污染物，达到一种动态平衡，而赋予土壤这种自净化能力的物质正是其中的天然矿物材料。

a. 利用天然矿物材料对污染的土壤进修复，不仅能治理土壤中的重金属、有机物、病毒等污染物，同时还能改善土壤的理化性质。

b. 常用于修复重金属污染土壤的天然矿物材料包括：硅酸盐矿物、磷灰石矿物以及天然金属氧化物等。
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c. 天然环境矿物材料主要通过吸附固定和氧化、催化降解等作用修复有机污染土壤。

d. 天然黏土矿物对各种病毒具有吸附固定作用。

e. 天然矿物材料因具有独特的晶体结构和优异的物理化学性能，还能改变土壤酸碱度，提高土壤保水性能，增加土壤肥力，对土壤结构起到一定的改善。