隨著人類活動影響范圍擴大,當前世界范圍內的土壤呈現出快速化學退化狀態,例如土壤肥力下降、鹽堿化嚴重、酸性化嚴重,以及其他污染問題頻繁出現。由于Zeolite具有高的吸附容量和離子交換能力,因此作為一種有效的修復與調控土壤污染的天然材料逐漸引起了業內人士的重視,目前已廣泛應用于農業生產和農業環境保護領域中。
沸石具有規則的多孔結構,可容納多種陽離子,如Na+、K+、Ca2+、Mg2+等。這些正離子被松散地保持在沸石孔道中,在接觸溶液中很容易與其他離子進行交換。一些更常見的礦物沸石是方沸石、菱沸石、斜發沸石、片沸石、鈉沸石、鈣礬石和輝沸石。沸石礦物配方的一個例子是:鈉沸石的分子式為Na2Al2Si3O10·2H2O。這些陽離子交換沸石具有不同的酸性并可以催化多種酸催化作用。
由于沸石結構是一種四面體,其中硅氧四面體和鋁氧四面體間構成了具有無限擴展的三維空間架狀構造。這種構造開放性較大,整個晶體內部有大小均一而相互連接的通道,使其內部表面積較大,所以有著巨大的吸附量。另外,沸石內部的通道大小均勻、固定,孔徑大小為0.3-1.0nm,小于其直徑的物質能被吸附,大于其直徑的物質則不能被吸附,所以其對離子和分子的吸附具有選擇性,所以可應用于土壤改良領域中。
由于沸石具有較強的陽離子交換性吸附選擇性和自身含有作物所需的養分,將沸石直接施用于退化土壤上,可提高土壤鹽基交換量;另外,施用沸石后結合耕作沸石可以把細土和粘粒吸附到它的周圍,漸漸形成微團聚體,土壤中的團粒結構增加后,土壤的孔隙度增大,容重降低,從而提高土壤通透性與保水性,利于農作物生長,特別對板結的、質地粘重的土壤改良效果更加明顯,更為改良低產田提供了新的途徑。
總之,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,成本合理,且無毒無害,在實際應用中顯示出了較好的土壤改良效果,是一種適用的新型土壤改良劑,值得推廣與應用。