有机粘土矿物对污染环境修复的研究进展

罗玉虎 1， 2,3,4卢楠 1,2,3,4

摘要:要对有机粘土矿物和改性粘土的性质、吸附性能、影响重金属和有机污染物的规律和因素。有机粘土在环境科学中的重要性，同一有机粘土的特性、有机粘土在各种有机污染物中的吸附顺序和方法，地下水污染、垃圾填埋场和工业废水中的添加剂等，可作为工业废水处理中垃圾填埋场的添加剂。土壤变化可以将有机污染物纳入地下水，并与微生物降解相结合，提供新的技术来改善地下水污染，提高环境修复的效率。

关键词:有机粘土矿物;污染环境修复；策略

前言

随着我国工业的发展，许多化学污染物以多种方式进入环境，对人类和环境造成直接或潜在的危害。有机粘土矿物的细胞、各种表面和结构、分布和吸收、离子交换、吸附等，对环境修复产生很大的影响。要改变粘土矿物，用于粘土矿物的利用和污染物修复已成为研究的重点。基于现代矿物学、化学和生态学的相互关联和复杂的应用，矿物质或轻微改变的天然矿物质具有环境修复，并被广泛有效地使用。有机粘土矿物是具有不规则转变结构的颗粒，由现有的细颗粒制成，用有机阳离子表面活性剂改性的粘土矿物可以得到有效利用，控制环境污染，改善环境。

一、有机粘土矿物的制备

有机粘土矿物的特点是从环境中吸收离子，由于具有很强的吸附性、离子交换性和溶解性，粘土矿物对水体中的各种污染物具有良好的吸附性能。有机粘土矿物含有大量可替代的无机阳离子，如钠和钙，有机物是非极性分子。阴离子氧键和氢氧键与有机基团改性剂用合适的化合物处理，在无机和有机物质之间形成分子桥，从而提高强度，实现表面变化，增加疏水性有机粘土对水体和土壤的影响。因此，污染物吸附剂被广泛用作油罐有机排放的添加剂。用改性的粘土，粘土的内层需要附着三层，甚至以增加互连，从而形成吸附表面，可以增加变化的影响，提高有机成分的吸附能力，控制环境污染，广泛使用有机污染物改善环境。性质是变量的类型、有机物的强度和性质，可以说之间的相互作用是有机粘土矿物化学、有机化学的产物^[1]。

二、有机粘土矿物在污染环境修复中的策略

(一)地下水污染修复

使用有机粘土矿物，形成阳离子表面活性剂有机粘土矿物，防止地下水污染，永久破坏地下水用于生物降解，用阳离子表面改性剂改性的土壤对模拟地下水中苯系污染物苯，研究人员目前研究这项技术的使用。这种吸附区域的适当分布可以阻止污染物的流动并纠正特定吸附区域中的污染物。将吸附的大气水置于吸附区前面后，在吸附区被激活，而水流不受干扰，结果清楚地表明储层以注入方式入水。目前国内外都有不同程度的研究，并取得了可喜的进展。从生物堆肥衬层中渗漏的氮和磷到达地表或地下水，都会引起土壤和水体的污染，由氮引起的硝酸盐的大量增加成为饮用水体中最常见的污染源海湾池塘和湖泊中存在一定量的氮和磷会引起水体中有害藻类的迅速生长繁殖从而引起水中的组织缺氧进而引发水体富营养化海水赤潮等大面积污染用粘土或有机粘土作为衬层的改良剂可以很好地控制 N 和 P 含量进而控制环境污染和保持生态平衡^[2]。

(二)主地填埋防渗材料添加剂

有机污染物向主要土壤的迁移不依赖于主要土壤污染物的适应性，在填埋场的废弃物中添加少量有机矿物，会显着降低污染物通过填埋场的连续性，这对于提高废物处理的绩效非常重要。研究表明，对于水溶性污染物，在相同环境条件下，添加和不掺入TMPA膨润土对填埋料中，三氯苯的流动影响更大。在相同的环境条件下，有机膨润土化合物可以显着抑制苯通过难以接近的物质的渗透。允许其他降解过程让污染物有更多时间进入。由于蒙脱石能有效吸收水溶性芳香剂，可用于炼油厂、地下输油管道和油污染水体的处理。

(三)工业废水中有机污染物的去除

与活性炭相比，有机粘土矿物还可以从工业用水中释放污染物，具有成本低、吸附能力高的特点。由于其分类，包含加工成颗粒、粉末的粘土矿物，形成非常稳定的泡孔结构，其次是中性表面活性剂，增加蒙脱石的含量，吸收蒙脱石的蒙脱石，去除氧代苯酚和改性活性物质和改性活性物质表面，通过测量表面积和相互作用发现其结构没有改变。将活性物质加入蒙脱石中，氯苯酚可继续被吸收^[3]。

(四)污泥中有机污染物的洗脱

大多数污染物的含量很高，通过生物降解或传统泵提取有机污染物的方法。来自矿物质的粘土混合，因此污染在有机粘性矿物质和淤泥之间扩散。由于粘土的高吸附能力，大部分有机污染物被添加到有机粘土中。使用方法将有机粘土与粘土分离，则可以加工有机粘土。在正常pH条件下，农场氧化物表面带正电荷，使阴离子表面活性剂的负电荷平面粘附在氧化铁上，其有机长链出现在氧化铁表面。一旦改性氧化铁与磷化氢污染的粘土混合，磷化氢就会从粘土转移到氧化铁周围的有机相中，然后通过将氧化铁从粘土中除去。

三、有机粘土矿物的前展

天然矿物质的表面活性、吸附过滤、层间离子交换等，对汽油、氯苯、苯酚、硝基苯、萘胺、重金属等污染物有很好的吸收能力。广泛的使用由于垃圾填埋场高吸附能力，在多层土壤层饱和之前，有相当多的污染物已经被清理干净，但垃圾填埋场非常集中和复杂，尤其是许多不同的有机污染物。垃圾填埋场发现的有机污染物有77种，中国的环保污染物中含有相当多的致癌物质和有毒有机化合物。如果在填料层中直接使用粘土，即使有一定的效果，也会导致有机物的释放，特别是有机污染物流入到有机元素复杂、含量高的土壤中。会阻止污染与环境的联系，如果在垃圾填埋场使用有机粘土矿物，可以防止泄漏并防止水外流，这将得到更好的实施。相应的垃圾填埋场，该层的设计是通过结合高分子量材料和低电导率材料，例如用于地下水和环境污染的压实粘土来完成，有机粘土矿物将简单而有效。当然，实际使用还需要进一步的实验和研究。现在已经提议建立一个吸附区，用于将阳离子表面活性剂结合到主要土壤中。此外，除了化学和生物降解措施外，污染物还可以为地下水污染物的永久清除提供新的综合修复技术。目前正在对实际用途进行研究。国外对有机粘土矿物吸收到有机污染物中的顺序进行了多年的研究，目前正在研究其在地下水和土壤污染中的应用^[4]。

四、结语

有机粘土矿物的广泛应用，推动了粘土表面改性的研究进展，用有机分子对粘土矿物进行表面改性，有机质会覆盖在粘土颗粒表面，形成一个粗糙的表面，塞住粘土颗粒的一些空隙，从而对溶胶的稳定性，颗粒间的相互反应和表面沉积构成都有重要影响。由于有机粘土价格低廉且易于加工，可用于垃圾填埋场、油罐中的有机粘土，以防止有机污染物的流动或工业用水中，可以说有机粘土矿物的特性越来越受到国内外科学家的评价。研究粘土的显微形态、微观结构、化学成分、物理性质、起源和共存等，对研究土壤、河流、湖泊、海洋和大气等生态发展规律具有重要作用。通过不断重视环境质量，提高研究方法和水平，粘土矿物能够揭示的生态发展数据的数量和质量将逐步加强，应用的范围会更广。

参考文献

[1]沈培友，徐晓燕，马毅杰.粘土矿物在环境修复中的研究进展[J].中国矿业，2018(01):48-51.

[2]王晓蓉,吴顺年,李万山,盛光遥.有机粘土矿物对污染环境修复的研究进展[J].环境化学,2019(01):1-14.

[3]任子平，杨赞中.有机粘土矿物在环境保护中的应用研究进展[J].中国非金属矿工业导刊，2019(03):24-26.

[4]盛光遥，斯蒂芬博伊德.有机粘土矿物及土壤改性在污染防治和环境修复中的应用[J].自然杂志，2019(02):95-104.

基金项目：：陕西省自然科学基础研究计划项目（2021JQ-958）