沸石生物功能和作用機理

沸石生物功能和作用機理

沸石（Zeolite）是一種硅鋁酸鹽礦物，其主要成分是 SiO2（約含 65％），另外還含有 Al、Ca、Mg、K、Na、P、Fe、Mn、Cu、Zn、Se、Co、Mo 等多種動物生長所需要的常量元素及微量元素， 這些元素均是以可交換的離子狀態(tài)存在，能被畜禽吸收利用。1756年瑞典礦物學(xué)家Crred在玄武巖中發(fā)現(xiàn)沸石，由于其在加熱至熔融狀態(tài)時伴有沸騰現(xiàn)象，故稱為沸石。沸石是 50 多種沸石族礦物的總稱，有天然沸石和人工合成沸石兩大類。 目前發(fā)現(xiàn)的天然沸石有 40 多種，應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)的主要有斜發(fā)沸石和絲光沸石等，而加工成沸石粉的多為斜發(fā)沸石。我國從1972年在浙江省縉云縣發(fā)現(xiàn)天然沸石礦床以來，相繼在全國21個省、自治區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)150多處沸石礦床。有許多學(xué)者進行了沸石飼喂畜禽的生產(chǎn)試驗。

天然沸石在水處理中的應(yīng)用|沸石的水處理作用

天然沸石在水處理中的應(yīng)用|沸石的水處理作用

一、天然沸石脫氮

含氮廢水的處理對于防止水體富營養(yǎng)化尤為重要。目前，實現(xiàn)工業(yè)廢水的脫氮方法主要有生化方法、物理化學(xué)方法、沸石吸附方法和離子交換方法等。沸石骨架中存在某些空穴和孔隙，這決定了它們具有吸附和離子交換作用。沸石除去氨氮的機理是非離子氨的吸附和離子氨的離子交換。通常認為非離子氨的吸附是主要的，因為氨是極性分子，并且沸石的表面帶負電，因此其對氨具有較強吸附作用。

研究了天然沸石對氨氮廢水吸附特性的實驗，結(jié)果表明， 沸石吸附氨氮過程的適pH為7-8；沸石對氨氮吸附容量與比表面積和總孔體積的大小有較大影響并且呈正相關(guān)關(guān)系；沸石的投加量越大，其去除氨氮的效率越高；而沸石對氨氮的吸附容量隨著沸石投加量的改變則與之相反。

二、天然沸石除磷

研究人員通過研究沸石的除磷性能實驗表明，沸石具有吸附劑的功能且能夠除磷，即使 pH 值較廣時，沸石也可有效去除廢水中的磷，當沸石投加量、原水磷的濃度、磷的各種存在形態(tài)有所變化時，磷去除率也隨之改變。而部分研究人員研究了天然沸石除磷的影響因素實驗，結(jié)果表明，沸石對磷的去除率隨著沸石用量和接觸時間的增加而增加，達到峰值后再投加沸石和增加接觸時間，去除率逐漸下降。

三、天然沸石除有機污染物

由于工業(yè)的迅猛發(fā)展，例如有機工業(yè)、精細化工和高分子工業(yè)的迅速發(fā)展，使得水中有機污染物更加復(fù)雜和繁多。天然沸石能夠去除廢水中的有機污染物是因為其吸附能力主要由有機物分子的極性和大小所決定。其中沸石更容易吸附極性分子和較小分子直徑的；此外，如果有機物分子含有極性基團或可極化基團， 其可以強烈地吸附在沸石的表面上并因此被去除。通過實驗利用活性炭、沸石來去除飲用水中的有機污染物，結(jié)果表明，沸石可以代替一些活性炭作為吸附劑，沸石深度處理飲用水的能力部分甚至優(yōu)于活性炭。

沸石對土壤改良的作用和效果

沸石內(nèi)部充滿了細微的孔穴和通道，比蜂i房還要復(fù)雜得多，1立方微米具有100萬個孔穴。假如把沸石比作旅館，那么1立方微米的這種“超級旅館”內(nèi)就有100萬個“房間”，這些房間能根據(jù)“旅客”（分子和離子）的性別、高矮、胖瘦、嗜好的不同自動開門或擋駕，不會讓“胖子”到“瘦子”的房間去，也不會使“高個子”與“矮個子”同住一室，這就使沸石具有特別的分子篩作用。