地表水体污染是目前环境污染中令人担忧的问题，地下水高氟、高砷、重金属离子的污染水质亟待改善，储量较大的微咸水也未得到有效治理与利用。
这项量多面广的区域性水治理改善工程不是一般性环境污染治理技术所能支撑的。成本低廉的天然矿物材料对各种污染物具有自净化作用，可以用来规模治污。
许多国家尤其是发达国家对矿物材料在污水治理中的应用非常重视，如蒙脱石、累托石、海泡石、沸石、硅灰石、电气石、硅藻土、方解石、磷灰石、凹凸棒石、绿泥石、高岭土、云母、蛭石、电气石、石英砂、稀土镧等，在水体污染治理中得到了不同程度的利用。
1、水中重金属离子的处理
目前，利用环境矿物材料进行水体中重金属离子的吸附去除一直是研究的热点，蒙脱石、海泡石等粘土矿物具有较大的比表面积和离子交换容量，吸附性能较好，对废水中重金属离子的吸附处理有着特殊的功效。
（1）膨润土
蒙脱石与聚合氯化铝交联处理废水中Hg2+、Cd2+和Cr3+，可进一步改善去除效果，并提高固液分离速度，使低浓度废水中Hg2+等重金属离子的去除率达93.1%。
（2）海泡石
海泡石经改性后其网状孔径变大，表面更多的酸基暴露，这些羟基和水分子可与重金属离子络合，或重金属离子与改性海泡石中可交换的阳离子发生离子交换反应。
用NH4Fe（SO4）2改性后的海泡石对Cr6+的去除效果很好，pH值在3～6之间，Cr6+浓度在35mg/L以内，加入2.5g改性海泡石，室温静态吸附12h，去除率可达99.5%。
（3）硅藻土
硅藻土污水处理剂及其配套技术具有处理效果好、工程投资少、占地面积小、运行成本低、无二次污染、重金属离子去除率高、适用性强等显著特点。利用硅藻土壳体的生物属性，在其中培养生化法所需的细菌，在去除废水中无机重金属离子和有机污染物的同时，深度除去城市污水中的氨氮，展现出硅藻土作为污水处理剂优良的特性。
（4）沸石
Mustafa Turan等调查了斜发沸石和海泡石对水体中铅离子的去除效率。在调查中发现与矿物的离子交换和氢氧化铅沉淀的形成是水体中铅离子得以去除的主要原因，而且铅氢氧化物的沉降和pH值有很大的关系。
（5）蛭石
Allan C.等研究了蛭石作为低成本吸附剂处理含Cd（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）废水。在pH值分别为4、5和6，接触时间为180min的情况下，吸附试验结果符合Freundlich模型，而且pH值与吸附百分率存在一定的相关性。
（6）高岭石和伊利石
Chantawong V等研究了采自泰国的高岭石和伊利石对铅的吸附。研究表明在pH值不超过4.34（高岭石）和3.25（伊利石）时随着溶液中pH的增加，金属的吸附量也增加，伊利石对铅的吸附量略高于高岭石，二者吸附的主要机制是铅与矿石经过复杂的作用形成了稳定的化学键。
（7）磷灰石
磷矿石对Pb2+有较好吸附性，主要机制是生成稳定的不溶性的Pb10（PO4）6F2沉淀，表面吸附与络合也起了一定作用，尽管溶液中有其它金属的竞争性吸附，磷灰石仍可有效地去除溶液中的Pb2+。一般情况下，经磷灰石处理有较好的去除作用，其对镉离子的吸附效果与结构碳酸根存在着密切的关系。
（8）石英砂
石英砂机械性能好，但其表面积较小，吸附能力有限，对水中的砷基本没有去除作用。若将铁的含氧化合物通过处理覆盖在石英砂表面，则使表面积增大，吸附能力提高，可有效去除水中的砷。
（9）氧化铁矿物
SoniaAredes等研究发展：利在pH为4～11的范围内，赤铁矿、磁铁矿、针铁矿以及富铁红土4种铁氧化矿物均具有吸附砷离子的能力，其中富铁红土具有最好的除砷离子效果，其次是针铁矿、磁铁矿和赤铁矿。
（10）硫化物
硫化物和重金属离子之间并非简单的物理吸附，而是硫化物的羟基化及微溶作用改变溶液的pH值，产生较多的吸附位使其表面活性提高，不同的重金属离子在界面处将发生不同类型的表面反应，一些离子在黄铁矿表面吸附常数依次为Co2+＞Cd2+＞Mn2+＞Ca2+＞Zn2+。pH值、离子强度、吸附质的起始浓度、温度等对表面吸附常数均有影响，其中pH值对硫化物吸附性能的影响最为显著，且不同的重金属离子对pH值变化的响应存在差异。
2、水中有机污染物的处理
近年来，利用环境矿物材料进行有机污染物的去除国内外在这方面开展了大量研究，如利用阳离子表面活性剂与层状粘土矿物经过离子交换，将有机阳离子引入层间，再通过表面活性剂脂肪链的萃取作用吸附有机污染物。
（1）膨润土
将天然膨润土钠化后再进行无机聚合，能大幅提高膨润土对有机污染物的脱色去污能力，用他处理印染废水，COD去除率可达85%以上。对于有机污染物来讲，有机膨润土较其他膨润土具有更强的吸附能力。
（2）海泡石
海泡石同时存在着位于硅酸盐“外表面”的硅烷醇基团形成的中性吸附位和用低价金属离子替代Si4+形成的负电吸附位，这两种位置在海泡石上的分布使得它对中性有机分子或有机阳离子有很强的吸附能力。
（3）凹凸棒石
凹凸棒土因具有较大的比表面积和不同寻常的吸附性能，吸附脱色能力强。在印染废水、油脂等有机物的净化处理方面有较大的应用潜力。改性凹凸棒土对染化废水的COD去除率可达80%，脱色率为95%以上。若用溴化十六烷基三甲铵（CTMAB）将凹凸棒粘土改性后，一定条件下对水中酚去除率达到88.5%。
（4）合成13X沸石
合成13X沸石对苯胺和苯酚的吸附速率非常快，吸附时间为10min时，吸附基本饱和。在一定条件下，它们的吸附率达93%以上。饱和苯胺、苯酚的沸石用氯化钠溶液再生，解吸率近于100%，且解吸后的沸石在未经任何处理的情况下仍能吸附苯胺和苯酚。
（8）锰矿物
软锰矿对苯酚有很好的去除效果，在最佳条件下适量的软锰矿可除去80%以上的苯酚。锰矿砂对苯酚也有较强的吸附作用，去除率可达80%以上，仅催化降解就占6%左右，降解产物为对一苯醌。锰矿砂对对氯苯酚、对氨二酚均有催化氧化作用。
3、水中无机污染物的处理
环境矿物材料的应用，为去除水中的无机污染物子提供了一条有利的途径。
（1）海泡石
利用海泡石与氯化镁等无机物在适当条件下反应而研制成的新型复合吸附剂经过1%的HCl改性后能较好的吸附废水中的磷，去除率在98%以上。
（2）沸石
Huade Guan等利用HSTMA－Br对来自美国、克罗地亚、中国以及澳大利亚四国的沸石进行改性并进行了去除水体中硝酸盐的研究，发现改性的沸石对硝酸盐的去除能力提高了8～18倍。
（3）蒙脱石
刘桂荣采用柱撑蒙脱石吸附水中硫酸根离子，发现柱撑蒙脱石具有很强的吸附硫酸根离子的能力，且pH值在4～5范围时，硫酸根离子去除效果最好。
（4）氧化铁矿物
针铁矿、赤铁矿、磁铁矿等各种类型的铁矿对无机阴离子的去除均有研究。当然，去除效果受到诸多因素的影响，包括表面性质（比表面积、孔径等）、无机阴离子种类、pH值等。
（5）天然软锰矿
软锰矿作催化剂能大幅度提高硫化物氧化速率和去除效率，催化剂用量越大去除率越高，处理焦化厂含硫废水的结果表明与未加催化剂相比去除率提高43%。硫化物的去除率还随着pH值的升高而增大，对于制革废水，pH＞8时有很好效果，而制革废水的pH值一般大于8，因此不调整pH值可直接进行催化氧化。使用软锰矿作催化剂可使能耗降低30%，处理成本降低20%，且无二次污染。
（6）稀土镧
吕昌银等用稀土镧制备了镧型阳离子交换树脂，用于水中静态除氟。除氟容量4.08mg/g，除氟有效率97.80%。镧型树脂通过用硝酸镧溶液浸泡再生，可以使用8次以上。镧型阳离子交换树脂是水中静态除氟的理想材料，特别适用于分散式静态除氟。
4、微污染水的处理
利用沸石-石英砂双层滤料生物滤池处理微污染水可以获得良好的出水水质，对浊度、CODMn、A254、NH3-N和NO2--N的去除率分别达到93.5%、38%、40%、95%和100%。
除了治理废水，矿物材料还可以改造水质。西沙群岛饮用水就是用当地含沸石的火山角砾岩处理后，排除海水中的有机质，降低矿化度，减少氨离子和硝酸根，成为标准饮用水的。我国某些干旱、半干旱地区地下氟含量偏高，导致“斑釉病”、“氟骨病”地方病发生。浙江地矿厅专家将缙云沸石经加工破碎、装柱、活化、水洗、明矾溶液处理后，在除氟器内处理义乌徐村氟含量高达22mg/L的井水，除氟效果明显，水质达国家饮用水标准。
综上所述，环境矿物材料在治理水污染上具有易获得、成本低、效果好且不易出现二次污染和可循环利用等优势，可以成为寻求成本低廉的环保技术、减少二次污染的重点研究方向之一。
参考资料：
[1] 聂果,王永杰.环境矿物材料在水体污染治理进展中的研究[J].环境科学与管理,2014,39(12):126-129.
[2] 戴瑞,郑水林,贾建丽,等.非金属矿物环境材料的研究进展[J].中国非金属矿工业导刊,2009（6）:3-14.
[3] 孙恩呈.环境矿物材料治理水污染研究进展[J].天津化工,2012,26（2）:13-16.
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