本研究测试了使用天然沸石修复重金属(Cu、Cd、Ni、Pb 和 Zn)污染的污泥改良土壤的有效性。此外,通过温室试验Clinoptilolite固定重金属的效率,以及可交换沸石阳离子(Ca、K、Mg 和 Na)对土壤和植物健康的影响。
斜发沸石主要含有 Na 和 K 可交换阳离子,含有 10-15% 的杂质(石英、方石英等)和低含量的重金属(< 25 mg/kg)。批次平衡研究表明,在受控 pH 值和接触时间实验下,斜发沸石可有效去除合成金属水溶液中的 Cd、Cu、Ni、Pb 和 Zn。对于 pH 5.5、5.6,重金属在与 10 mg/l 混合金属溶液接触的前 10 分钟内发生快速去除。不同接触时间的斜发沸石选择性为:Pb > Cu > Cd > Zn > Ni。
这些实验还证明了 Na 和 K 释放到混合金属溶液中是接触时间的函数。在每种情况下,增加混合金属溶液的浓度都会导致金属选择性发生变化,突出重金属对Zeolite交换位点的竞争。使用含有超过英国指南的重金属的污泥改良土壤 (RFC),地球化学分馏研究表明 Cu、Zn 和 Ni (43-67%) 与残留部分显着相关,Pb 和 Cd 主要与 Fe 相关和氧化锰分数(分别为 52% 和 61%)。有趣的是,Cd 也与可交换部分 (29%) 显着相关。
含有低于英国指南规定的重金属水平的非污泥改良土壤 (RFU) 表明所有金属主要与残留部分 (50-100%) 相关。厌氧消化的脱水污泥 (ADDS – OX) 含有高于英国指导水平的 Cu 和 Zn,其中 Ni、Cu、Zn 和 Cd 主要与残留部分相关 (54-100%),而 Pb 与有机部分相关 (53%)。使用多年生黑麦草和白三叶草进行综合温室试验,将斜发沸石添加到污泥改良土壤(RFC 和 RFU/OX)和非污泥改良土壤(RFU 和商业泥炭-CP)中。在污泥改良土壤中增加沸石添加量不会显着影响重金属迁移率或 Cu、Zn 和 Pb 的生物利用度。两种作物的污泥改良土壤 (RFC) 均观察到土壤 Ni 的减少,仅黑麦草的土壤 Cd 减少。这可能是由于难以测量收集的介质中这些重金属的低含量。添加沸石显着增加了所有土壤中 Na 和 K 的浓度,这表明在这些土壤中可能发生离子交换与研究以外的成分,例如阴离子、有机复合物等。