环境矿物材料在土壤、水体、大气污染治理中的利用

    余梅

    摘 要：环境矿物材料是一种能自发净化污染物的特殊矿物材料，这类材料有些是天然存在的，有些是人工加工的，其共同特点除了污染净化功能外，还包括了易于取得、设备简单、成本低廉等特点。这类材料对土壤污染、水体污染和大气污染都能发挥极好的净化效果，本文将从这三方面对环境矿物材料的特点和应用进行分析，希望能令其在未来得到更高效、广泛的应用。

    关键词：环境矿物材料；污染治理；土壤污染；水体污染；大气污染

    随着科技的发展，人类在理论上已经具备了处理目前所有种类污染物的技术，但并非所有的技术都有足够的条件取得实用化，相当多的污染处理技术面临着成本过高、技术复杂、难以大规模使用的特点。在这种情况下，环境矿物材料在污染治理方面的优势被凸显出来，其在净化污染物方面不仅适性高、效果好、有效范围广，而且成本低廉、易于取得，所以在多方面的污染治理中都得到了广泛、深入的研究与应用。

    1 环境矿物材料应用于土壤污染治理

    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。另一方面，土壤污染与流动性较强的水体污染和大气污染不同，其最大的特征就是易积聚性，长期的积累令土壤污染很难被轻易去除。

    解决这一难题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环境矿物材料。土壤中的粘土矿物、铁锰铝氧化物、硅氧化物、有机质硫化物、氢氧化物、碳酸盐等都能对重金属产生吸附、解吸、固定、释放等一系列的特殊作用，这些作用能够有效对土壤中的有机污染物与无机污染物进行拦截、阻止、限制与净化。

    2 环境矿物材料应用于水体污染治理

    水体污染大体上来说可以分为地表水与地下水两方面，地表水污染对环境的危害作用更大，而地下水则在治理上更为困难，并且容易与土壤污染互相影响，造成污染扩散。总体来说，这两种水体污染都具有污染量大、污染面广、污染源复杂等特点，因此普通的污染处理相关技术很难起效，即使起效也面临着严重的治理成本问题。

    对水体污染来说，环境矿物材料的多重净化效能能够发挥最大限度的适性，有效解决污染物成分过于复杂的问题。水体污染中最常见的污染物包括了有机污染物、油类、病原细菌、色度、氨类、氮类等，针对这些不同种污染物的性质，环境矿物材料中的表面吸附性、孔道过滤性、层间离子交换性、微溶性、化学活性等特性能发挥各自的功用，通过多种方式去除或净化这些污染物。

    另外一方面，环境矿物材料不仅能分解和净化污染物，部分矿物还能实现对水体中某些元素的回收。具有这类功能的矿物材料绝大多数是天然金属矿物，这些矿物具有一定的微溶性，而且稳定性较差，所以能对污染物中的一些无机元素进行有效的沉淀转化或氧化还原。值得注意的是，这类矿物往往自身会成为酸性污染源，因此利用其进行水体污染的治理相当于同时处理了两类污染，还能同时收获一定的金属矿物和无机元素进行再利用，可以说是集有效性和经济性于一身的优秀治理技术。

    3 环境矿物材料应用于大气污染治理

    对我国来说，主要的大气污染来自于燃煤产生的硫化气体、氮化气体、碳质粉尘这三类。普通的污染治理方法在处理这类污染时需要准备各种昂贵的专业化设备，还需要各种复杂的高级技术，在应用性上相当之差。虽然目前我国在相关污染的治理上实现了燃烧前、燃烧中、燃烧后三阶段的综合控制，但治理效果依然很有限，存在处理率过低的现象，处理后的气体对大气的危害仍旧很强。

    针对这种情况，可以把环境矿物材料与三阶段的综合控制技术相结合，利用矿物材料实现燃烧前的脱硫、燃烧中的固硫和燃烧后的除硫与除尘。举例来说，在固硫的相关操作上，许多天然矿物本身就具有极强的吸附性、膨胀性、高温耐性、离子交换性等特性，兼之这类矿物一旦受热而产生水分挥发，就会产生大量富含镁、钙两种离子的特殊孔道。这些特性令燃煤中产生的硫化物会迅速被吸附、化合，产生硫酸盐，而不是作为污染气体飘散出去。

    又比如说燃烧后阶段的除尘处理，这一工序需要优秀的除尘过滤器。而使用环境矿物材料制成的除尘过滤器不但能耐高温、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，极高的物理和化学强度又使其具备长久的耐用性，所以可以说环境矿物材料作为除尘过滤器具有最高的能效和最好的适性。

    4 结语

    环境矿物材料在净化方面的性能是极为优异的，这是因为视具体材料的不同，其具有表面吸附性、离子交换性、孔道过滤性、热效应、分子筛、化学活性、微溶性等多种不同的净化效能，能视污染物性质的不同，自由选择变换最有效的净化方法，由此选定适性最高的环境矿物材料。目前天然生成的环境矿物材料已经获得了很好的应用效果，而采取新技术对天然材料进行适当加工能令其发挥更高的净化效能，这种技术的研究和实用化相信会是未来环境矿物材料的发展方向。

    参考文献：

    [1]鲁安怀.环境矿物材料基本性能--无机界矿物天然自净化功能[J].岩石矿物学杂志，2001（4）.

    [2]李金洪，等.民用燃煤烟尘特征及环境矿物材料固硫剂开发[J].地学前缘，2001（2）.

    [3]胥焕岩，徐昕荣，彭明生，等.一种新型环境矿物材料在废水治理中的应用研究--磷矿石去除水溶液中铅离子和镉例子的对比研究[J].环境污染治理技术与设备，2003（4）.