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沸石生物功能和作用机理

沸石（Zeolite）是一种硅铝酸盐矿物，其主要成分是 SiO2（约含 65％），另外还含有 Al、Ca、Mg、K、Na、P、Fe、Mn、Cu、Zn、Se、Co、Mo 等多种动物生长所需要的常量元素及微量元素， 这些元素均是以可交换的离子状态存在，能被畜禽吸收利用。1756年瑞典矿物学家Crred在玄武岩中发现沸石，由于其在加热至熔融状态时伴有沸腾现象，故称为沸石。沸石是 50 多种沸石族矿物的总称，有天然沸石和人工合成沸石两大类。 目前发现的天然沸石有 40 多种，应用于养殖业的主要有斜发沸石和丝光沸石等，而加工成沸石粉的多为斜发沸石。我国从1972年在浙江省缙云县发现天然沸石矿床以来，相继在全国21个省、自治区内发现150多处沸石矿床。有许多学者进行了沸石饲喂畜禽的生产试验。

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改性沸石对土壤铅、锌赋存形态的影响：

近年来,随着人类的各种活动,特别是人们对矿产的开采和冶炼,导致矿区周边农田土壤重金属污染极其严重。重金属经农作物吸收和积累后,通过食物链途径进入人体,从而对人类健康造成严重危害。在我国受重金物污染的耕地面积超过2 000万hm2,约占总耕地面积的1/5。铅(Pb)和锌(Zn)是造成土壤污染的主要重金属元素,我国许多地区均受到不同程度的Pb和Zn污染。李静等人对浙江省上虞市东关镇的土壤进行调查,发现该地区矿区周边土壤均受到不同程度的重金属污染,尤其以Pb和Zn污染蕞为严重。孙叶芳等采用TCLP法对浙江省上虞市的矿区周边土壤进行研究,也证实了该地区存在着严重的Pb和Zn污染。湖南省湘江流域土壤Pb和Zn污染也较为严重。铅锌矿尾砂坝坍塌对广西环江流域农田土壤造成严重的重金属污染,其中Pb和Zn污染浓度分别高达798.0mg/kg和803.0 mg/kg。土壤重金属污染由于具有范围广、持续时间长、污染隐蔽性和无法被生物降解等特点而难以治理。因此,对重金属污染土壤进行修复已成为全球急需解决的问题之一。

通过添加不同类型助剂对天然沸石进行微波改造制备环境材料,并研究其对再生水中氨氮的去除效果.研究发现,相同的改造条件下,不同助剂的微波沸石对氨氮的去除效果顺序为:乙i酸钠微波沸石Na Cl微波沸石SDS微波沸石CTMAB微波沸石单独微波沸石原沸石.孔径测试结果显示微波沸石的总孔体积、孔径数量、比表面积均有所提高.通过 SEM,XRD等手段对微波改造前后的沸石表征,微波改造过程中助剂的加入使沸石颗粒表面松散度有不同程度的提高,出现了更多的孔道,主衍射峰强度有所减弱,沸石吸附性能提高.

微波是一种频率在300 MHz~300 GHz的电磁波,其具有热效应,与常规的加热方式不同,微波加热能在不同的深度同时产生热效应,使得加热快速均匀,缩短加热时间,改善加热质量,并且节约能源.天然沸石是一种具有巨大的比表面积、规整的孔道结构、可控酸位及酸密度等独i特物理化学性质的结晶型硅铝酸盐.其孔道内可能包含某些杂质,如金属阳离子、水分等,使得其吸附性能有所降低,因而可通过对天然沸石进行改造以扩宽其孔道,增加其吸附性能.常用的改性方法有热改性、酸碱改性、盐改性,但都主要集中在改性方法对脱氮除磷效果方面的研究,很少提到微波改性影响沸石结构与其吸附能力方面的关系。