引言

近年來，我國突發性水汙染事故頻繁

發生，嚴重威脅了國民經濟和人民財產的安全，如2004年

的四川沱江特大氨氮汙染事故；

2005 年的松花江硝基苯汙染事故；2007 年的太湖藍藻大規模爆發事件；2008 年國內最大的砷汙染事故；2010 年大連海域漏油事故；乃至前不久剛發生的7。20鄭州特大暴雨內澇汙染等。由於突發性水汙染事故的發生時間、汙染物性質、影響範圍和破壞程度都具有不確定性，在短時間難以完成應對方案的制定和實施，因此往往對人體健康、生態環境和社會經濟造成嚴重的破壞和深遠的影響。

面對國內突發性水汙染事故頻發的局勢，亟需完善與改進汙染物應急處理技術，以便事故發生時能夠積極應對。

沸石

，作為一種天然、環保的多孔矽鋁酸鹽礦物，因其獨特的物理結構，具有

超強的截留水中懸浮物、吸附、離子交換

等多重作用，並且國內外研究人員透過試驗證明，其在吸附處理汙水中氨氮、重金屬、細菌等過程中，具有

時間短、去除率高、耐衝擊負荷強

等明顯優勢，因此作為一種優秀的應急水汙染處理材料得以廣泛應用。

01

突發性水汙染一般是人們在工業生產過程中由於操作不當使具有對水體危害的液體或固體突然進入水體，對水體成突發性的汙染，亦或是不可控的自然因素使水體失去了自我修復能力的一種突發性事故。依據中國環境統計公報顯示，近年來，我國工業和農業的快速發展導致水體存在嚴重的氨氮、重金屬、藻類等汙染事故數不勝數，其對流域生態環境和人體健康均構成潛在危害。

具體來說，

突發性水汙染事故的特點包括以下幾個方面：

一是事故發生具有很

多不確定因素，如時間地點，汙染物，危害程度及危害物件

等。

二是汙染物可能具有擴散性，汙染物隨水體擴散汙染所

到流域的環境和危害生態平衡，難以進行阻止。

三是影響的

長期性，有的汙染難以全部去除，水域的自淨能力又有限，環

境會長期難以恢復，特別對於飲用水來說，影響群眾的健康

和正常生活。

四是應急主體的複雜性，很多突發性的汙染都

是汙染擴散後才被人們發現，發現後汙染範圍已經涉及多個

區域，治理上需要多方面協調處理，同時應注重處理過程的時效性、功能性。

02

在吸附水中氨氮中的應用

近年來我國淺層地下水水質惡化趨勢明顯，其中由於垃圾滲濾液入滲、農業灌溉、汙（廢）水排放和滲漏等原因造成的氨氮汙染問題尤為突出。據仲衍偉等人研究，我國進行調查的57座城市中，地下水氨氮超標的有46座，超標率達

80%

。

沸石因其具有離子交換特性，對氨氮去除具有

去除速度快、

選擇性高、無汙染

等特點，因而成為應急處理水氨氮汙染事故的首選。天然沸石的晶體結構由對稱排列的矽鋁原子所組成，形成了一個帶有負電荷的三維開放穩定多孔結構，孔道內的負電荷可被陽離子中和。同時，這些陽離子可被溶液中的某些陽離子置換，如重金屬離子或銨離子。

沸石單元結構圖

中國地質大學的張曦等研究發現，沸石對氨氮有著較強的選擇吸附能力，最大吸附量達到

11. 5 mg/g

；王浩等透過研究發現，沸石對氨氮的吸附量可達到

1.624 mol/kg

，其吸附過程符合一級反應動力學方程。

沸石基本結構圖

長江科學院劉通等以水源水為處理物件，透過對沸石氨氮去除試驗證明，氨氮濃度為4。43mg/L的水源水，在沸石粒徑0。8～1。7mm、溫度25℃的條件下，經

15min

接觸，氨氮濃度可降至0。3mg /L，去除率可達

93.2%

。對於普通自來水廠，只需將快濾池中常用的石英砂部分替換成沸石即可有效去除飲用水中的氨氮。

在吸附水中重金屬的應用

近年來，重金屬廢水汙染作為突發性水汙染事故的重要組成，其形勢也愈發嚴峻，如渤海漏油、紫金礦業毒廢水洩漏、北江鉈汙染、雲南曲靖鉻汙染、廣東北江鎘汙染、長沙湘江、株洲砷和鎘、湖南嶽陽砷汙染等。據不完全統計，僅自2015年至2021年，6年間，媒體公開報道的重大水汙染事故已超過15起，其中有4起造成人員中毒，有9起水汙染事故造成上百萬人用水受影響。

由於生物不能降解重金屬，使其成為無害物質，而且在水體中重金屬容易富集，所以去除廢水中的重金屬汙染也是目前突發性水汙染中急需解決的主要問題。南京林業大學的趙啟文等利用沸石對去除 Zn2 + 、Fe2 + 、Ca2 + 、Pb2 + 、Mg2 + 、Cu2 +等重金屬離子的方法進行研究，發現沸石能快速、較強地吸附水中的重金屬離子。

下圖顯示了天然沸石用量對不同重金屬的吸附效率和吸附量的影響。

沸石用量對吸附去除率和吸附量的影響

在治理水體富營養化的應用

當水體接納了過多人為排放

的

氮、磷等營養物質，導致水體生態平衡遭到破壞，就容易出現富營養化現象，其中

藍藻水華是水體富營養化的典型

表現之一， 不但影響環境，

降低物種多樣性，還會造成水體二次汙染，使飲用

水質量下降，產生毒素 ，對人類和動物的健康

造成嚴重威脅。

研究

表明，水體中

的磷濃度超過0。 02 mg·L

－1 即可能爆發水華。

因此，

控制水體中的磷含量

是防治富營養化的有效手段。現有的控磷技術中，沸石吸附法以其效率高、穩定性好、佔地面積小和可以進行磷回收等特點引起越來越多的關注。南京林業大學左思敏、肖舉強等透過研究沸石的除磷效能實驗表明，即使 pH 值

較廣時，沸石也可快速、有效去除汙水中的磷

。

李輝等

研究了天然沸石

除磷的影響因素實驗，結果表明，沸石對磷的去除率會

隨著沸石用量和接觸時間增加而增加，最終達到峰值。

在去除病菌中的應用

突發性水汙染另外凸顯的一大特點就是會在短時間內滋生大量細菌、病菌，尤其是在夏日雨季時段，例如前不久剛發生的7。20鄭州特大暴雨內澇就造成了多區域汙水細菌滋生，對人體造成嚴重危害。

閩南師範大學化學與環境學院夏卓英提出，沸石因具有極大的內外比表面積，根據 Young-Laplace方程，內外比表面積的增加能夠提高其活性抗菌、殺菌能力，同時能夠啟用水和空氣中的氧，產生羥基自由基（·OH）及負氧離子（O2－），

而

羥基自由基

與負氧離子能夠和帶正電的細菌等汙染物結合而迅速沉降，可以在短時間內有效抑制病毒的繁殖和傳播，並將其殺滅，起到良好的淨化、除菌效果。

總之，突發性水汙染是一個危害重大的社會現象，因此做好突發性水汙染事故

應急處理技術儲備十分必要。當前，沸石作為一種優秀的應急水汙染處理材料，能夠在突發性水汙染事故中發揮巨大作用，目前已廣泛應用於雲南、浙江、福建等突發性水汙染治理專案中。

在具體運用時，應根據具體情況，

制定應急預案，

選擇科學、可行的沸石投放方案，

以達到快速、有效處置的效果。

素材整理自：

知網、萬方、維普、Base等

圖片來自素材、網路

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