1765年瑞典礦物學家Cronstedt在冰島玄武巖杏仁狀孔隙內，首先發現一種白色透明的礦物，因其加熱時出現發泡沸騰現象，便以希臘文命名為“zeo-lite”，意為“沸騰的石頭”。當時沸石因其形態美觀而被陳列于博物館內，直到本世紀50年代末，當日本、美國等科學家發現沸石礦物是火山沉積巖的主要組分后，引起了世界各國地質學家、化學家對天然沸石的普遍關注。目前全世界已發現天然沸石四十多種，人工合成沸石近兩百種。如今沸石已被廣泛應用與建材、造紙、石油化工、農業、環境保護等部門。本文主要論述了沸石在環境水處理領域的應用狀況和應用前景，為進一步挖掘天然礦物在環境治理中的應用提供理論依據。

沸石的結構和特性

沸石是一族具有連通孔道的呈架狀構造的含水鋁硅酸鹽礦物，其基本組成為M((AIO2)a(SiO2)b)·wH20。式中M是堿金屬或是堿土金屬陽離子，n是陽離子價數，w是水分子數，a和b是小整數，a+b是晶胞四面體的總數，b/a是硅鋁比，一般為1～5。沸石結構可以分為三個部分：鋁硅酸鹽構架、構架中相互連結的孔隙(孔道和空穴)、在孔道或空穴中的陽離子和水分子。構架中硅氧四面體內的硅四價陽離子常被鋁三價正離子置換，出現過剩負電荷，由堿土金屬離子補償，這些補償陽離子與晶格結合力很弱，具有很高的自由度，活躍在孔道中，使沸石具有優良的離子交換性能。構架中連通的孔道、孔穴使沸石擁有很大的內表面積，特別當“沸石水”受熱溢出后，通道和孔穴更加空曠，相應內表面積更加巨大。而且脫水沸石晶穴內部具有很強的庫侖場和極性，表現出強烈的吸附性，加之沸石孔道大小均勻，尺寸固定，形狀規則，因此吸附具有選擇性，即具有分子篩和離子篩的功能。此外，沸石還具有耐酸、耐高溫、耐輻射等性能。這些物化性能決定了沸石在環境治理方面必將具有廣泛的應用前景。

沸石用于保持土壤水分

中國水資源分布不均，西北地區及云貴高原等地區水資源十分匱乏，極不利于農作物的生長，如何保持土壤中的水分已成為人們日益關注的問題，使用“保水劑”是目前主要解決土壤貧水的有效方法。天然腐殖質是最好的保水劑，屬于親水性多孔膠體，能吸附200％的氣態水或500％的液態水，然而天然腐殖質產品數量有限。用高分子親水材料的成本較高，而且高分子材料有二次污染的潛在危險，不符合積極提倡的走可持續發展道路的要求。

用5％的沸石與土壤混合，可十分有效地將土壤的保濕性能提高7-8倍，優于傳統的具有網狀結構的聚丙烯酸材料。沸石本身由硅氧和鋁氧四面體構成開放性結構，含有大量的空腔和孔道以及巨大的內比表面積，可發生離子交換及可逆的吸附一脫附水作用。土壤本身的保濕性約3h，美國JRMChemicalDivisionofCleveland公司提供的保水劑，其主要成分為網狀結構的聚丙烯酸，保濕時間約12h，摻加沸石的土壤在相同的條件下，保濕時間可延續至4-7d。

如果將沸石和高分子親水材料通過組裝、分散等處理之后，制成功能性復合材料試用在植物根苗附近，就可望形成調控水含量的小環境。例如使用聚丙烯酸之類的強吸水劑在雨天盡量多吸附水，再通過植物根系的作用和沸石等各種復合材料的傳遞，將所蓄水分緩慢釋放。這樣一來就有可能幫助缺水地區的樹苗成活，進而恢復植被，防沙治沙。