今天土壤環(huán)境污染是世界性的環(huán)境問題，西方發(fā)達(dá)國家比我們遇到得早，治理也比較早。從20世紀(jì)70年代開始，以美國“超級基金法”為代表，歐美工業(yè)化國家在土壤污染治理修復(fù)方面建立了相對完善的法律法規(guī)和治理技術(shù)體系。特別是隨著基于風(fēng)險的土壤環(huán)境管理理念，得到廣泛接受，治理修復(fù)策略也從高能耗、高干擾的治理修復(fù)技術(shù)轉(zhuǎn)向綠色可持續(xù)的修復(fù)策略。說到沸石在土壤中的應(yīng)用，咱們先來了解下目前土壤污染的現(xiàn)狀及常用的土壤修復(fù)技術(shù)：
一、土壤污染現(xiàn)狀與分類
近年來，我國對土壤污染防治越來越重視，土壤污染治理修復(fù)的市場逐步打開，但仍存在對土壤污染認(rèn)知的片面性、修復(fù)過程不科學(xué)、二次污染控制不足、重治理輕調(diào)查等問題。針對這些問題，我們應(yīng)該充分借鑒國際經(jīng)驗(yàn)，緊密結(jié)合實(shí)際，科學(xué)確定土壤污染治理修復(fù)的政策和技術(shù)路線，不走或者盡可能少走彎路。
我國的土壤污染類型大體可以分為四類：
第一類是農(nóng)田耕地土壤污染。這類土壤污染通常來源于工業(yè)活動排放以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，如工礦企業(yè)生產(chǎn)活動會導(dǎo)致周邊農(nóng)田耕地土壤的污染。農(nóng)田耕地的污染也可能來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用的化肥、農(nóng)藥等。農(nóng)田耕地污染的特點(diǎn)是污染面積通常很大，污染深度比較淺，污染相對均勻，污染物濃度不高。農(nóng)田耕地污染防治的主要保護(hù)目標(biāo)是農(nóng)產(chǎn)品以及土壤生態(tài)系統(tǒng)。由于在農(nóng)田耕地的污染防治過程中要盡量保持農(nóng)田的耕作屬性，同時考慮到農(nóng)田耕地的投入產(chǎn)出比較低，因此對于農(nóng)田耕地污染的防治策略主要是以安全利用為主。
第二類土壤污染是工業(yè)企業(yè)搬遷后遺留場址的土壤污染。這類污染的來源是場址上原有企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營，污染的面積特別集中，污染的濃度通常很高，土壤中有時能發(fā)現(xiàn)有機(jī)溶劑殘留。污染的深度大，有時達(dá)地下20-30米，甚至更深。這類位于城市中心區(qū)的用地通常以再開發(fā)利用為主，一般開發(fā)為居住和商住，因此保護(hù)對象是人體健康。這些用地未來可能被反復(fù)開發(fā)利用，因此修復(fù)治理的策略是以去除土壤中污染物的物理化學(xué)修復(fù)為主。
第三類土壤污染是石油開采企業(yè)的場址。這類場地的污染來源于石油勘探、開采、輸送和存儲等環(huán)節(jié)，污染物為總石油烴類，這類場地的污染面積一般較大，污染物的濃度分布不均勻，由于石油烴不溶于水，污染物的污染深度通常不大，這類場地的保護(hù)目標(biāo)為場地周邊自然水體和生態(tài)環(huán)境。由于石油烴為易生物降解類物質(zhì)，修復(fù)策略可以采用生物修復(fù)技術(shù)。
第四類土壤污染是礦山開采企業(yè)的場址。這類場地的污染來源于礦山開采的遺撒和“三廢”外排等環(huán)節(jié)，污染物為重金屬類，這類場地的污染面積通常較大，多為高背景值地區(qū)，污染深度也會很大。由于通常遠(yuǎn)離城市，因此保護(hù)目標(biāo)一般也為場地周邊自然水體和生態(tài)環(huán)境。這類場地的污染面積大、高背景值、大污染深度和遠(yuǎn)離城市等特征，決定了該類場地的防治策略多為切斷礦山重金屬對周邊的暴露途徑。
總體來說，第三、四類土壤污染類型屬于在產(chǎn)企業(yè)土壤污染，主要目標(biāo)是采取因地制宜的措施控制企業(yè)的污染不會對周邊人體健康和生態(tài)環(huán)境造成威脅。
二、常用的土壤修復(fù)技術(shù)（點(diǎn)擊土壤修復(fù)技術(shù)查看經(jīng)驗(yàn)）
近年來，隨著國家加大對土壤修復(fù)的力度下，我國開展了多個類型場地的修復(fù)技術(shù)設(shè)備研發(fā)。盡管可以羅列的土壤及地下水污染的修復(fù)技術(shù)很多，但實(shí)際上，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的修復(fù)技術(shù)很少。
土壤修復(fù)技術(shù)歸納起來，常用的有以下幾種：
1、熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)：利用熱傳導(dǎo)（熱毯、熱井或熱墻等）或熱輻射（無線電波加熱等實(shí)現(xiàn)對污染土壤的修復(fù)）。
2、熱解吸修復(fù)技術(shù)：以加熱方式將受有機(jī)物污染的土壤加熱至有機(jī)物沸點(diǎn)以上，使吸附土壤中的有機(jī)物揮發(fā)成氣態(tài)后再分離處理。
3、焚燒法：將污染土壤在焚燒爐中焚燒，使高分子量的有害物質(zhì)（揮發(fā)性和半揮發(fā)性）分解成低分子的煙氣，經(jīng)過除塵、冷卻和凈化處理，使煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
4、土地填埋法：將廢物作為一種泥漿，將污泥施入土壤，通過施肥、灌溉、添加石灰等方式調(diào)節(jié)土壤的營養(yǎng)、濕度和pH值，保持污染物在土壤上層的好氧降解。
5、化學(xué)淋洗：借助能促進(jìn)土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移的化學(xué)/生物化學(xué)溶劑，在重力作用下或通過水頭壓力推動淋洗液注入到被污染的土層中，然后再把含有污染物的溶液從土壤中抽提出來，進(jìn)行分離和污水處理的技術(shù)。
6、堆肥法：利用傳統(tǒng)的堆肥方法，堆積污染土壤，將污染物與有機(jī)物（稻草、麥秸、碎木片和樹皮等）、糞便等混合起來，依靠堆肥過程中的微生物作用來降解土壤中難降解的有機(jī)污染物。
7、植物修復(fù)：運(yùn)用農(nóng)業(yè)技術(shù)改善土壤對植物生長不利的化學(xué)和物理方面的限制條件，使之適于種植，并通過種植優(yōu)選的植物及其根際微生物直接或間接吸收、揮發(fā)、分離、降解污染物，恢復(fù)重建自然生態(tài)環(huán)境和植被景觀。
8、滲透反應(yīng)墻：是一種原位處理技術(shù)，在淺層土壤與地下水，構(gòu)筑一個具有滲透性、含有反應(yīng)材料的墻體，污染水體經(jīng)過墻體時其中的污染物與墻內(nèi)反應(yīng)材料發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)而被凈化除去。
9、生物修復(fù)：利用生物，特別是微生物催化降解有機(jī)污染物，從而修復(fù)被污染環(huán)境或消除環(huán)境中污染物的一個受控或自發(fā)進(jìn)行的過程。
其中微生物修復(fù)技術(shù)是利用微生物（土著菌、外來菌、基因工程菌）對污染物的代謝作用而轉(zhuǎn)化、降解污染物，主要用于土壤中有機(jī)污染物的降解。通過改變各種環(huán)境條件如：營養(yǎng)、氧化還原電位、共代謝基質(zhì)，強(qiáng)化微生物降解作用以達(dá)到治理目的。
三、沸石在土壤修復(fù)中的應(yīng)用
沸石，是一類天然礦物的總稱，最早由瑞典礦物學(xué)家克朗思提發(fā)現(xiàn)其灼燒時會產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，因此得名“沸石”。沸石在工業(yè)的應(yīng)用廣泛，常常被用來“凈化”或“分離”混合成分的物質(zhì)，如氣體分離、石油凈化、處理工業(yè)污染等。但沸石在國內(nèi)農(nóng)業(yè)中的用途并沒有真正得到人們的重視，沸石能夠提供的農(nóng)業(yè)作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們的想象，特別是在近幾年土壤施肥過量的情況下，沸石的推廣應(yīng)用更值得技術(shù)人員思考，如沸石的改良土壤、保肥、肥料緩釋、降低重金屬危害等功能。
1.沸石具有卓越的保肥功能
沸石能夠提高土壤保持氮、鉀和鈣等養(yǎng)分的能力，而且沸石在空氣濕度很小的情況下，也能極其有效地從空氣中吸取水分。在持續(xù)少雨期內(nèi)，這種吸取外來水分的能力對作物生長十分有利。
卓越的保肥功能來源于沸石巨大的比表面積（比表面積是指單位質(zhì)量物料所具有的總面積）。如圖2所示，沸石不僅具有我們?nèi)庋劭梢姷耐獗砻妫€具有許多通道的內(nèi)表面。每克沸石具有500-1000平方米的比表面積！且沸石內(nèi)50%以上是孔穴和通道。這些物理性狀，使沸石可以作為出色的吸附劑。以浙江縉云絲光沸石為例，吸附氧化鈣為150.01mg/g，吸銨量177.47mmol/100g，SO2120mg/g，氮吸附量（STP）為12.93~17.11mg/g。在水處理方面，有沸石粉每畝每米水深使用25-50公斤，可起到除去水中95%氨氮。
2.沸石能夠改良土壤
沸石施入土壤可以提高土壤的離子交換量，從而改良土壤。在沸石晶格中的空腔（孔穴）中K、Na、Ca等陽離子和水分子與格架結(jié)合得不緊，極易與其周圍水溶液里的陽離子發(fā)生交換作用，交換后的沸石晶格結(jié)構(gòu)也不被破壞，因此這個作用是長效的。據(jù)查證，國內(nèi)斜發(fā)沸石巖對NH4+離子的總交換容量在50~220mmol/100g之間變化，對K+離子的總交換容量一般為9~26mg/g，極少數(shù)在9mg/g以下。而絲光沸石巖對NH4+離子的總交換容量一般為50~188.73mmol/100g，K+離子的總交換容量一般為1~9mg/g，極少數(shù)在9mg/g以上。
沸石的離子交換量也可以簡單的理解成吸附和釋放兩個過程：吸附的概念—將暫時不被利用的肥料離子吸過來，不被水沖走；解析（釋放）的概念—肥料離子被其他離子代替，肥料離子釋放到土壤中的過程。國內(nèi)外多年生產(chǎn)實(shí)踐表明，施入土地的肥料，有相當(dāng)部分甚至大部分(氮肥)因淋濾或地面排水損失。通常傳統(tǒng)肥料損失的途徑為：揮發(fā)、降解、沉淀、徑流、滲流等。
