近年來，我國土壤污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，國家相繼出臺了一系列政策規(guī)定來解決這一問題。從2006年啟動首次全國土壤污染狀況調(diào)查，到2016年“土十條”的出臺再到《土壤污染法》落地，土壤修復(fù)成為繼大氣污染、水污染治理之后的又一個充滿蓬勃張力的巨大市場。

天然礦物的自凈化功能是大自然賦予地球生物生存發(fā)展的一種潛在功能，而天然多孔礦物由于其特殊的晶體結(jié)構(gòu)和孔道效應(yīng)，具有良好的表面吸附、孔道過濾、離子交換、表面催化氧化和表面生物作用等，可有效應(yīng)用于土壤改良和土壤環(huán)境污染修復(fù)，近年來備受關(guān)注。

1、重金屬污染土壤環(huán)境修復(fù)

天然多孔礦物及其改性材料是一種重要的處理重金屬污染土壤的環(huán)境礦物材料，其中沸石、膨潤土、凹凸棒石、海泡石等礦物及改性材料在土壤重金屬污染生態(tài)環(huán)境修復(fù)中被廣泛的研究和應(yīng)用。

（1）沸石

沸石及其改性材料可以轉(zhuǎn)化土壤中重金屬的存在狀態(tài)，鈍化土壤中重金屬污染物溶解和遷移，降低其在土壤環(huán)境中的生物有效性，增加重金屬的化學(xué)穩(wěn)定性，進(jìn)而抑制植物對重金屬污染物的吸收，維持土壤生態(tài)環(huán)境平衡。如沸石礦物材料或沸石與其他材料協(xié)同作用可以改變土壤中鉛、鋅、鉻、鈷、汞等重金屬元素賦存狀態(tài)，減少重金屬污染物在土壤中的遷移能力，減弱了重金屬對植物生長的毒害作用。

（2）膨潤土

膨潤土及其改性礦物材料可以通過物理吸附和離子交換作用對土壤中如鉛、鎘、鉻、砷等重金屬元素進(jìn)行固化作用，減輕土壤中重金屬污染物對植物的危害。其中，經(jīng)鈉化改性、酸化改性和巰基化改性等改性修飾后的膨潤土能夠顯著提高礦物材料對重金屬污染物的吸附能力，對其在土壤重金屬污染環(huán)境修復(fù)具有重要的意義。

（3）凹凸棒石

凹凸棒石及其改性礦物材料普遍應(yīng)用于重金屬污染土壤的生態(tài)修復(fù)，可以通過調(diào)整土壤pH值改變重金屬污染物在土壤中的存在狀態(tài)，促進(jìn)土壤中重金屬污染發(fā)生沉淀反應(yīng)，降低土壤中鎘、銅、鋅、鉛等重金屬離子的生物有效性。

（4）海泡石、高嶺土等粘土礦物

海泡石、高嶺土等粘土硅酸鹽礦物不僅可以吸附和鈍化土壤中鉛、鎘、鎳等重金屬污染物，還對土壤中含釩污染物表現(xiàn)出很強(qiáng)的親和力，能夠有效限制釩污染物在土壤中的遷移。

利用天然多孔礦物對土壤中重金屬污染物進(jìn)行環(huán)境修復(fù)，充分體現(xiàn)了天然礦物自凈化的特性，且具有成本低、易控制、效果好等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

2、有機(jī)污染土壤環(huán)境修復(fù)

天然多孔礦物結(jié)構(gòu)或表面存在的陽離子可以通過離子交換反應(yīng)進(jìn)行表面有機(jī)改性，改性后的礦物材料不僅增強(qiáng)了礦物表面的疏水性，對有機(jī)污染土壤中的污染物進(jìn)行高效吸附。

如高嶺石、蛭石、伊利石、蒙脫石等粘土多孔礦物，其粘土層間的無機(jī)陽離子容易被有機(jī)陽離子取代生成有機(jī)粘土礦物，其改性后的粘土礦物對土壤中的有機(jī)污染物吸附能力較天然多孔礦物能夠提高1-2個數(shù)量級，有效地降低了土壤環(huán)境中有機(jī)污染物的遷移。

以蒙脫石為主要成分的膨潤土經(jīng)過有機(jī)改性后對土壤中有機(jī)污染物具有很好的吸附和固定作用，可以作為防滲層吸附固定土壤中的有機(jī)污染物。

天然多孔礦物及其改性材料對土壤中有機(jī)污染物不僅能夠吸附固定，還可以促使其在礦物表面氧化分解。如蒙脫石和高嶺石與表面或土壤中金屬氧化物結(jié)合可以有效促進(jìn)部分農(nóng)用化學(xué)有機(jī)物的直接、間接或光催化降解，進(jìn)而降低土壤中有機(jī)污染物的含量。

3、生物病毒污染土壤環(huán)境修復(fù)

病毒類微生物可以隨水分進(jìn)入土壤，進(jìn)而影響植物生長環(huán)境和地下水環(huán)境安全。研究發(fā)現(xiàn)具有較大比表面積和表面帶正電荷的天然礦物或改性礦物材料可以有效對生物病毒進(jìn)行吸附，限制其在土壤中的遷移行為。

例如，高嶺土、硅藻土、膨潤土等粘土類礦物可以直接或經(jīng)改性處理后對水和土壤環(huán)境中的感染性造血壞死病毒（IHNV）、T2噬菌體、煙草花葉病毒（TMV），囊狀病毒等致病微生物進(jìn)行有效吸附或分解。

另外，由于礦物表面正電荷量與生物病毒吸附量存在顯著的相關(guān)性，結(jié)合天然多孔礦物的孔隙結(jié)構(gòu)、金屬氧化物的帶電性和金屬氧化物催化氧化特性對天然多孔礦物進(jìn)行功能性改性可以有效開發(fā)吸附并降解的病毒污染土壤的修復(fù)材料。

我國礦產(chǎn)資源豐富，天然多孔礦物的資源特性和環(huán)境屬性非常適合于我國土壤環(huán)境的改良和修復(fù)的應(yīng)用條件，也受到國內(nèi)研究者的廣泛重視，未來天然多孔礦物必將對農(nóng)業(yè)綠色和諧發(fā)展和地球環(huán)境科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。

來源：張旭,章國權(quán),楊炳飛.天然多孔礦物材料在土壤改良和土壤環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J].中國土壤與肥料,2020(04):223-230.