天然沸石是用于吸附法的第一种材料，对其研究开始于18世纪50年代。目前发现的天然沸石总共有80多种，用于去除水中放射性核素的主要是菱沸石、丝光沸石和斜发沸石等，它们具有分布广、成本低、对Sr2+和Cs+选择性较好的特点，可用于大规模放射性废水处理。在此主要介绍近些年Zeolite去除水中放射性锶、铯的序批实验研究及其工程应用实例。

不同产地的天然沸石种类和成分不同，与阳离子的交换特性也表现出较大的差别。对菱沸石（加拿大）、辉沸石（印度）和片沸石（印度）的吸附性能进行研究。菱沸石对Cs+的吸附速度最快，吸附能力最高，这与其高阳离子交换容量（2.381meq/g）和低Si/Al比（1.50）密切相关。菱沸石对Cs+的选择性也最高，吸附选择顺序为Cs+>Na+>Li+>Sr2+>K+>Rb+。对取自斯洛伐克和希腊的两种天然斜发沸石NH和MX进行了研究，斜发沸石结构中的阳离子（K+、Na+、Ca2+和Mg2+）能在10min内与溶液中的Cs+进行离子交换，20min后达到吸附平衡，NH沸石中发生交换的主要阳离子是K+，而MX沸石中进行交换的主要是Na+。

研究了塞尔维亚天然斜发沸石对Sr2+和Cs+的吸附行为，Cs+的吸附容量（49.26mg/g）高于Sr2+（6.69mg/g）；络合剂（乙二胺四乙酸，EDTA）的存在不影响斜发沸石对Cs+的吸附，但是阻碍了其对Sr2+的吸附。对天然斜发沸石、菱沸石和丝光沸石在低放射性废液（2.280×104Bq/L）中Cs+的去除进行研究，结果表明：3种沸石对Cs+的去除率和分配系数受K+的负面影响大于Na+，归因于Cs+与K+的离子半径更加接近；在相同条件下菱沸石对Cs+的分配系数最高；在K+存在时丝光沸石对Cs+的选择性最强。将墨西哥的两种斜发沸石（ZO与ZCh）用于对铯的序批实验和固定床吸附研究。两种沸石吸附Cs+在1h内达到了吸附平衡，pH适用范围为3~9，实验数据符合二级动力学模型和Langmuir-Freundlich模型。

在固定床连续系统中，结合床深服务时间（bed?depth-servicetime，BDST）模型对两种沸石吸附Cs+的穿透曲线进行分析，ZO沸石比ZCh沸石对水中的Cs+具有更好的吸附行为。从土耳其不同沸石层中取样5种天然沸石（Polatli、Bigadic、Saphane、Gediz和Gordes），研究其对低放射性废液中4种主要放射性核素（90Sr、137Cs、60Co和110Ag）的吸附性能。结果表明5种天然沸石对90Sr和137Cs的选择性普遍较好，且Gordes沸石的吸附性能最强。在初始总放射性活度为8.45×105Bq/L废液中投加10g/LGordes沸石，90Sr和137Cs的吸附容量分别为98.57mg/g和265.8mg/g；在pH为10时Gordes沸石对137Cs的去污因子（进水与出水的放射性活度之比）高达430。从20世纪开始，天然沸石已经应用于去除核事故废液中的放射性核素。1979年，美国三里岛核事故中采用了天然沸石对放射性废水进行处理。

1986年，对水中锶、铯具有较高选择性的天然斜发沸石广泛应用于切尔诺贝利事故后的环境修复。加拿大的乔克里弗河设施（1998年）和纽约州西部的西谷示范项目（2010年）均部署了由天然沸石构建的可渗透处理墙（PTW），用于从地下水中去除90Sr。在西谷示范项目建造之前，进行了实验室和模型研究，以评估该项目中由富含斜发沸石的天然沸石构建的PTW的性能。但是由于实际项目中天然沸石产地的更换与之前模型设计考虑不周等问题，他们后续又通过柱实验和模型研究，对天然沸石去除地下水中90Sr的性能评估进行了完善，并且在实验中期部署了第一个天然沸石PTW。

采用富含80%斜发沸石的天然沸石进行了3列柱测试，其中2列采用合成非放射性地下水分别运行140天和610天，第3列在西谷示范项目现场采用含有放射性物质的实际地下水运行了320天，重点量化了Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Sr2+和90Sr之间的阳离子竞争吸附。对于研究PTW参数对PTW长期运行特性的影响，开发了6溶质传输模型为其提供了更大的灵活性。西谷示范项目中PTW的全面部署于2010年11月完成，该墙长度为260m，深度为6～9m，宽度为1m，装填天然沸石2372t，预计从地下水中去除99%的90Sr至少4～6年。在2011年福岛核电站事故后的高浓度放射性废水（137Cs活度为107～109Bq/L）处理中，先后建立了两套铯吸附设备，利用吸附柱内填充的碱菱沸石去除废水中铯等核素。两套设备并联运行，第一套铯吸附设备包含4列，每列处理能力300m3/d，对137Cs的去污因子为102～104；第二套铯吸附设备包含2列，每列处理能力600m3/d，对137Cs的去污因子为104～106。废液中的油（重油和透平油）几乎不会对碱菱沸石的铯吸附能力造成影响，海水中的盐分（质量分数3.4%）则会使沸石对铯的吸附能力急剧降低到纯水的1/10（Cs+浓度为3.19×10-5~1.59×10-2mg/L时，沸石在纯水中对铯的分配系数为6.2×103~6.7×104mL/g），但若将海水稀释100倍后，沸石的吸附能力与纯水中吸附性能相近。

天然沸石对于水中放射性锶、铯的去除虽然具有很多优点，并且已被应用于一些核事故的放射性废水处理中。但其成分复杂，吸附特性受沸石的种类、产地和取样层的影响较大，天然沸石的非均一性限制了对其更广泛的应用。