土壤是组成大自然环境中非常重要的一部分,它能为耕作农作物提供机械支撑能力,还可以为农作物提供所需要的水、肥、气、热等要素。一旦土壤受到污染,可降低农作物产量和质量,污染地下水等间接影响人类的健康。

在国内随着经济的发展和资源的利用。土壤受到污染也日益加重。特别是在重工业密集区、石油开采区,农药化肥播撒区等都是污染土壤高危区。随着城市布局的调整,一些重工业企业如冶炼、化工、电镀、电子等从城市中搬迁到远郊。在此遗留在城市中企业原场地的土壤受到企业产生的废水、废气、废渣的污染。其土壤中可能含Cr,Hg,Pb,Zn,Sn,Cu等重金属和其它的污染物。例如:位于沈阳张士灌区长期用含工业废水对其灌溉,导致其灌区土壤重金属污染和该区水稻中重金属Cr含量超标。Cr含量过量会造成植物根系对水分和养分的吸收减少,植物的生长受阻。重金属污染物在土壤中可移动性差、存留时间长、发生隐蔽、污染缓效性和不可逆性等特点,而它不能完全被自然界的生物及微生物自然降解。

给接下来土地的在开发利用造成了麻烦。防治土壤污染和处理一直是国内外的焦点研究课题,而严重的土壤污染已经成为阻碍城市可持续发展再利用的因素,急需对污染的土壤进行修复处理。

污染土壤修复与治理技术的研究起步于20世纪70年代后期,但是我国对土壤的修复治理的研究起步较晚,与欧、美、澳、荷、日等国家存在着相当大的差距。目前国内外多数应用的土壤修复技术包括生物修复技术换土修复技术固化修复技术等为主要的修复技术路线。几种修复方法在实际应用过程中都能达到一定的生态效益和环境效益,但也存在着一些缺点。在国内急需一种投资少、效益高、消耗少及处理人员无需直接接触污染土壤,且具有技术流程简单的处理技术。

沸石是沸石族矿物的总称,是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种,按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。任何沸石都由硅氧四面体和铝氧四面体组成。

自然界已发现的沸石有30多种,较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等,都以含钙、钠为主,它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。

其对人类的最大贡献要数前苏联切尔诺贝利核电站事故、日本福岛核电站泄漏事故,在这两次重大灾难处理中,两国均大量使用了沸石吸附去除放射性物质,除去效果可达87%以上!在严重的核电站泄漏地球铺满沸石,5年后就能长出小草,20年后人类就可以正常进入。沸石的主要成分的安全性已被俄罗斯卫生部药理委员会进行的分析所确认,同时也被世界红十字会俄罗斯分会唯一认可,同意将红十字标志用于该产品的商标中。沸石目前已经应用于全球范围内的土壤修复、污水处理、畜牧业饲料、医疗保健、日用化工、放射物处理、环保建材。

实际上,沸石在土壤修复领域中也发挥着巨大的功用。沸石土壤修复是通过沸石与重金属元素发生吸附、离子交换等反应,将土壤中的镉、铬、铅、砷、汞等重金属污染物,以及锶、铯等放射性元素固化、钝化在沸石孔腔中,降低其生物有效性以及在土壤中的迁移性,减少农作物吸收污染物质和向食物链转移的风险,避免人们食用受污染的农作物而产生的中毒威胁。

因为沸石具有耐辐射性,因此对锶、铯等放射性元素具有极好的去除作用,这是其他修复药剂或环保材料所无法实现的功能。另外,沸石具有极强的吸附性、离子交换性、催化性、耐酸碱性,且无毒无害无残余,对土壤污染治理、改善土壤贫瘠化、盐渍化、解决土壤板结等题具有显著效果,是治理土壤污染,发展绿色农业、有机农业的理想产品。沸石土壤修复可适用于大田等农业土壤、重金属污染土地、放射性污染场地、次生盐渍化土地等,能有效去除土壤内的镉、铬、汞、铅、砷等重金属污染物,去除率可高达92%-96%,适用于包括林木、花卉、中药材、茶叶、烟草等在内的农作物。