在工農業快速發展過程中,由于沒有采取及時有效的控制措施,使得污染物質在土壤中大量累積。這些有害物質通過植物吸收,進入食物鏈,影響人類健康。利用沸石球作為改良劑,可固定土壤中的有害物質,減少被植物吸收的可能性。
天然沸石對重金屬Pb和Ni具有很強的吸附能力,其中離子交換和表面絡合反應是其主要的吸附形式。利用NaOH、NH4+飽和對沸石進行改性后,其對重金屬具有很強的吸附能力。發現使用由粉煤灰人工合成的NaP1型沸石對一價和二價的重金屬離子都顯示出很好的保留特性,淋洗和離子交換實驗都表明它能有效地減少Tl,Zn,Cd,Mn,Co的移動性(63%~100%)。
將合成沸石加到Cd污染土壤中明顯降低了萵苣、燕麥和黑麥草根和莖中的Cd濃度。當沸石施用量為土重的1%時,與對照相比,盆栽萵苣葉子中Cd濃度減少了86%。該試驗中采用兩種類型的合成沸石:4A型和13X型,其中13X型與Cd結合的的效率高于4A型。這是由于晶體孔徑不同,對于4A型和13X型分別為4.2A和9A。設計了天然沸石占土重1%、2%和5%的3個水平的試驗,得出在5%水平下,紫花苜蓿莖和根中Hg濃度分別減少了86.0%和55.4%,同樣黑麥草的Hg濃度也降低了84.2%和58.2%,說明不同植物種類表現出了不同的遷移機制。
城市工業污泥包含豐富的有機質,可是由于它同時含有高濃度的重金屬,從而限制了其利用。而Zeolite可用作污泥中重金屬的清理劑。研究了沸石在污泥腐熟過程中吸附重金屬的情況,結果發現隨著混合物中天然沸石含量(0—30%)的增加,腐熟后的混合物中重金屬的濃度明顯減少。沸石吸附了污泥中交換態和碳酸鹽結合態的重金屬。發現添加0.5%和1.0%的沸石在90天內可顯著降低污泥中可移動的Zn,同時也顯著降低土壤中重金屬向黑麥草的傳遞。研究了添加鈍化劑對污泥堆肥處理中重金屬形態影響,發現沸石可以在一定程度上改變重金屬形態。沸石處理污泥可降低污泥中Cu、Zn的活性含量及小麥對重金屬的吸收”。
另外,沸石也應用于土壤放射性物質的控制上。研究了沸石對cs的吸附;研究了在溫室條件下添加斜發沸石和碳酸鈣對盆栽黑麥草吸收cs的影響。當土壤中斜發沸石的含量為10%,外源加入的Cs含量為40mg/kg時,黑麥草葉片的cs含量低于30mg/kg,而對照中的葉片含Cs量分別為:泥炭土1860mg/kg,壤土150mg/kg。無論是否添加碳酸鈣,斜發沸石都能非常有效地固定Cs。
沸石具有高的吸附容量和離子交換能力,隨著人們對沸石在土壤改良中的功效認識的深入,沸石的應用越來越受到科研人員和農技推廣人員的重視。沸石來源廣泛,成本低廉,且無毒無害,在實際應用中顯示出了較好的土壤改良效果,是一種適用易得的新型土壤改良劑。因此需要在原有工作的基礎上,進一步加強沸石在改善土壤養分狀況、鹽堿地改良、土壤物理性狀改善方面的應用研究。但是在實際運用中仍然存在許多理論與技術問題。例如,雖然沸石具有較好的保N效果,不過要減少NH4+淋失,沸石的用量都要相當高,所以選擇一個經濟有效的用量,適宜的施用方式(直接施入、與肥料混施和進行處理后施用等)以及施用時間和不同土壤的選擇等問題都需要進一步的探討。另外,近年來一些將沸石用于土壤修復方面的研究工作已經陸續展開。應用沸石進行污染土壤的化學修復不需要將污染土壤移去,可就地進行,費用低廉,并且可以通過形成穩定的含有重金屬的礦物或沉淀物質而提供一種長期的修復方法,從而減少重金屬在土壤中的溶解性和移動性,降低重金屬向水體和植(作)物轉移的風險,從而達到控制和治理的目的。盡管沸石已經顯示出了較好的應用效果,但是目前亟需對沸石在污染土壤修復方面的應用前景進行進一步的研究和科學評價。