粘土礦物與環(huán)境演變

粘土礦物與環(huán)境演變

許多粘土資源是在表生風(fēng)化過(guò)程中形成的，通常在沉積作用和埋葬過(guò)程中會(huì)發(fā)生變化。結(jié)晶形狀和化學(xué)成分的性質(zhì)由巖帶起源的巖帶巖性和風(fēng)化環(huán)境控制。近年來(lái),許多研究者普遍認(rèn)為粘土礦物具有標(biāo)識(shí)古氣候的意義。Chamley(1975,1983)利用粘土礦物作為古氣候指標(biāo),討論了地中海的演變歷史;何良彪討論了海洋沉積巖芯中粘土礦物變化與古氣候變遷的關(guān)系,認(rèn)為巖芯中粘土礦物含量與特征的變化受古氣候變化的控制和影響;朱風(fēng)冠應(yīng)用粘土礦物組合探討了東海陸架區(qū)全新世古氣候,指出粘土礦物組合變化反映了東海陸架區(qū)沉積物來(lái)源地的氣候具有較干冷和冷濕氣候交替變化的特征。徐昶對(duì)中國(guó)一些鹽湖粘土礦物研究表明,鹽湖未成熟階段為伊利石、綠泥石和高嶺石組合,鹽湖成熟階段為伊利石和綠泥石組合,也反映了鹽湖沉積過(guò)程中某些氣候環(huán)境的變化。人類對(duì)自然資源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)和各種污染物的隨意排放,導(dǎo)致資源匱乏和全球生態(tài)環(huán)境日益惡化,嚴(yán)重威脅著人類的生存環(huán)境。全球環(huán)境保護(hù)和持續(xù)發(fā)展是全人類共同關(guān)心的問(wèn)題,防治污染、保護(hù)環(huán)境已日益成為世界各國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于環(huán)境污染的治理方法總體可劃分為物理、化學(xué)及生物處理法,其中大多數(shù)處理技術(shù)普遍存在設(shè)備繁、成本高等不利因素,難以推廣應(yīng)用。礦物處理法具有成本低、效果好且不出現(xiàn)二次污染等優(yōu)勢(shì),理應(yīng)成為社會(huì)與經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展優(yōu)先開(kāi)展的重點(diǎn)研究方向之一。天然產(chǎn)出的粘土礦物,其顆粒最為細(xì)小(d<0.01mm),是以含鋁、鎂等為主的一類硅酸鹽礦物,除海泡石、坡縷石等少數(shù)為層鏈狀外,其它均為層狀結(jié)構(gòu),其層間包含可交換的無(wú)機(jī)陽(yáng)離子,有一部分氧原子價(jià)出露在晶體表面上。這種特有分子結(jié)構(gòu)及不規(guī)則性的晶體缺陷,使其對(duì)水體中的污染物具有良好的吸附性能,并使土壤有一定的自凈能力。這種功能的研究和應(yīng)用,已在環(huán)境污染防治中受到日益廣泛的重視和關(guān)注。1粘土礦作為環(huán)境發(fā)育的標(biāo)志礦1.1氣候條件的影響粘土礦物在各種類型的沉積巖中均有分布,它們是母巖物質(zhì)風(fēng)化的產(chǎn)物。氣候條件不同,風(fēng)化產(chǎn)物必然有所差異。一般認(rèn)為,高嶺石是在潮濕氣候酸性介質(zhì)中巖石被強(qiáng)烈淋濾的條件下形成的,其主要陽(yáng)離子為Si、Al,是硅酸鹽礦物在各種不同的自然地理環(huán)境中的分解產(chǎn)物,特別是長(zhǎng)石、云母和輝石,因此氣候溫暖潮濕有利于高嶺石的形成和保存。綠泥石的主要陽(yáng)離子為Si、Al、Fe、Mg,形成環(huán)境為堿性,淋濾作用不強(qiáng)。在風(fēng)化作用期間,其水鎂石層內(nèi)的二價(jià)鐵容易氧化,所以綠泥石只能在化學(xué)風(fēng)化作用受抑制的地區(qū),像冰川或干旱的地表幸存下來(lái)。伊利石是在氣溫稍低、弱堿性條件下,由長(zhǎng)石、云母等鋁硅酸鹽礦物在風(fēng)化脫鉀的情況下形成的,其主要陽(yáng)離子為Si、Al、K。晶格層間鉀離子繼續(xù)淋失,則伊利石可向蒙脫石演化。如果氣候變得熱濕,化學(xué)風(fēng)化進(jìn)行得徹底,堿金屬(主要是K+)被帶走,伊利石將進(jìn)一步分解為高嶺石。因此氣候干冷,淋濾作用弱,對(duì)伊利石的形成和保存都有利。蒙脫石是在富鹽基,特別是貧K+而富含Na+和Ca2+的堿性介質(zhì)中形成的,其主要陽(yáng)離子為Si、Al、Mg等。如風(fēng)化強(qiáng)度增大,鈉和鈣就從蒙脫石的層間位置上剝離。因此蒙脫石的存在反映了寒冷的氣候特征。另外,火山灰物質(zhì)在堿性介質(zhì)中很容易變成蒙脫石,這已為許多研究者的資料所證明。根據(jù)沉積物中粘土礦物組合特征來(lái)標(biāo)識(shí)古氣候,近三十年來(lái)已取得了較大的進(jìn)展。不少學(xué)者利用此法成功地解釋了有關(guān)地層的古氣候變化特征[2,3,4,5,10,11,12,13,14,15,16]。Biscaye提出綠泥石在高緯度大陸土壤和沉積物中富集,認(rèn)為綠泥石和伊利石可標(biāo)識(shí)弱風(fēng)化強(qiáng)度;而在熱帶,由于淋濾和化學(xué)作用較強(qiáng),富含高嶺石,即高嶺石是低緯度的粘土礦物。蒙脫石在南半球海洋中含量較高,因?yàn)槟抢锏幕鹕轿镔|(zhì)比碎屑粘土輸入量高,火山物質(zhì)將會(huì)蝕變成蒙脫石。伊利石的結(jié)晶度指數(shù)的變化有助于區(qū)分冷干期與暖濕間冰期。構(gòu)成氣候的兩個(gè)基本要素是溫度和濕度,從粘土礦物的成因來(lái)看,它們也是控制粘土礦物形成的兩個(gè)重要因素。在潮濕溫暖的氣候條件下,淋濾作用較強(qiáng),母巖風(fēng)化后,一些堿金屬、堿土金屬元素容易被淋濾流失,易于形成高嶺石。而干冷氣候條件下,淋濾作用較弱,不利于堿土金屬元素發(fā)生淋濾作用,相反,有利于形成伊利石、蒙脫石(陸源碎屑成因)、伊利石/蒙脫石混層類粘土礦物和綠泥石。在整個(gè)地史時(shí)期,由于古氣候不斷地進(jìn)行交替變化,粘土礦物的組合特征也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。對(duì)比巖芯中粘土礦物含量變化與古地磁特征變化的關(guān)系說(shuō)明,粘土礦物的變化與古氣候的變化有客觀的關(guān)系。因此,深入研究粘土礦物的組合、含量,不同粘土礦物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和轉(zhuǎn)化,以及粒度分布等特征,可以了解和推測(cè)粘土礦物的形成區(qū)和來(lái)源區(qū)的風(fēng)化作用類型和氣候環(huán)境的特征,為解決有關(guān)的地質(zhì)科學(xué)問(wèn)題和改善生態(tài)環(huán)境提供有用的資料和信息。1.2粘土礦物與成土環(huán)境過(guò)去全球氣候變化的研究是我國(guó)“十五”期間優(yōu)先資助的領(lǐng)域。在全球性環(huán)境演變的研究活動(dòng)中,第四紀(jì)以來(lái)的黃土常常是人們重點(diǎn)研究的對(duì)象,因?yàn)辄S土中的粘土礦物記載著黃土形成演變過(guò)程中的各種信息[14,17,18,19,20,21,22,23],深入研究這些信息載體的特征,將有助于揭示全球性的環(huán)境演變特征和演變規(guī)律。黃土是風(fēng)成堆積物,中國(guó)的黃土高原大約在240萬(wàn)年前就開(kāi)始堆積,此后幾乎連續(xù)沉積至今,黃土物質(zhì)主要來(lái)源于北方及西北方的沙漠、戈壁以及第四紀(jì)冰川地區(qū)的地表巖石風(fēng)化物。因此,黃土和古土壤是約240萬(wàn)年以來(lái)氣候系統(tǒng)相互作用過(guò)程的重要記錄,其粒度、粘土礦物、化學(xué)組成及其微形態(tài)特征是黃土環(huán)境演變的地質(zhì)證據(jù)。黃土中粘土礦物組合和結(jié)構(gòu)變化特征的研究,有助于了解黃土堆積過(guò)程中環(huán)境演變的歷史,特別值得指出的是,伊利石的“結(jié)晶度”在土壤剖面上的變化曾被用作劃分氣候旋回的依據(jù)。黃土中的粘土礦物以伊利石為主,還有高嶺石、蒙脫石、綠泥石、蛭石及少量無(wú)序和/或有序混層結(jié)構(gòu)礦物。各時(shí)代黃土的粘土礦物組成相似,只是各種礦物的相對(duì)含量有些差異。古土壤與黃土層在粘土礦物方面的差異,主要表現(xiàn)在伊利石的結(jié)構(gòu)變化及綠泥石和蛭石的相對(duì)含量的差異兩個(gè)方面。粘土礦物在成巖過(guò)程中隨著埋深、溫度和壓力的增加,其演化的總趨勢(shì)是從無(wú)序結(jié)構(gòu)向有序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化;從晶格不完整向晶格完整轉(zhuǎn)化;從膨脹晶層多向膨脹晶層減少、非膨脹晶層增加的方向轉(zhuǎn)化。很多學(xué)者報(bào)導(dǎo)在成巖過(guò)程中粘土礦物的轉(zhuǎn)變是從蒙脫石→伊-蒙混層礦物→伊利石。從黃土中粘土礦物,尤其是伊利石“結(jié)晶度”的變化可以看出,古土壤形成與黃土堆積時(shí)的氣候條件差異明顯,古土壤形成于降水較多相對(duì)濕潤(rùn)的條件下,而黃土則形成在氣候比較干燥的時(shí)期。各時(shí)代黃土形成的環(huán)境互相比較,午城黃土形成時(shí)的氣候可能還稍濕潤(rùn)一點(diǎn),而到馬蘭黃土堆積時(shí)氣候則越趨干燥。綠泥石是土壤中的常見(jiàn)礦物,雖然含量較云母類礦物為低,但由于它在成土作用早期階段易風(fēng)化形成土壤粘土礦物而備受重視?，F(xiàn)有的研究表明,綠泥石在化學(xué)風(fēng)化過(guò)程中會(huì)釋放出大量的鐵和鎂離子,而鐵是磁性礦物形成所必需的元素。因此,黃土剖面中綠泥石所發(fā)生的化學(xué)風(fēng)化作用是鐵質(zhì)礦物演化的重要環(huán)節(jié),為成土自生磁性礦物的發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ),黃土和古土壤中的綠泥石的化學(xué)風(fēng)化、磁性礦物與土壤磁化率的相關(guān)關(guān)系的研究,是理解磁化率成因的關(guān)鍵。對(duì)最近130ka來(lái),洛川黃土-古土壤剖面中綠泥石和云母的分布特征及其與磁化率的關(guān)系的研究表明,黃土剖面中云母/綠泥石比值曲線與磁化率分布曲線十分相似,兩者之間存在密切的線性相關(guān)關(guān)系。在黃土/古土壤剖面中,磁化率的信號(hào)已經(jīng)被作為古夏季風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)度,尤其是古沉積強(qiáng)度的一個(gè)量度。而云母/綠泥石比值能夠靈敏地標(biāo)識(shí)黃土-古土壤中古氣候因素的細(xì)微變化,由此可見(jiàn),黃土/古土壤中云母/綠泥石比值是判別黃土高原夏季風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)變化的又一個(gè)代用指標(biāo)。粘土礦物及其組合研究是探討成巖成礦及環(huán)境變化的一個(gè)重要手段,也是近年來(lái)沉積序列劃分以及古環(huán)境重建和古氣候?qū)Ρ妊芯恐行碌奶剿鼽c(diǎn)。隨著高分辨率地層學(xué)的發(fā)展,粘土礦物所記錄的古氣候、古海洋信息的研究逐漸得到重視,特征礦物含量及礦物組合的深度變化反映了物源和環(huán)境隨時(shí)間演變的特征,揭示了古氣候環(huán)境演變的信息。陸源礦物大部分是周緣陸地不同巖性的巖石經(jīng)受物理風(fēng)化或化學(xué)風(fēng)化的產(chǎn)物,礦物類型及單礦物的性質(zhì)與陸地氣候條件密切相關(guān)。此外,礦物在風(fēng)力或河流營(yíng)力作用下易受到侵蝕、搬運(yùn)或再沉積,海洋底層環(huán)流和重力沉降運(yùn)動(dòng)對(duì)礦物沉積也有影響。在20世紀(jì)50年代,科學(xué)家們就試圖利用海洋沉積物中的碳酸鹽礦物、碎屑礦物和粘土礦物的變化特征、礦物組合及其可能記錄的古氣候環(huán)境演變信息的研究來(lái)重建古氣候。大量的研究還表明,海洋沉積物中的粘土和土壤中的粘土有著固有的聯(lián)系,這種聯(lián)系已經(jīng)得到充分證明,并且被用于重建古氣候和恢復(fù)大陸古環(huán)境。1.3開(kāi)相系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)鹽研究20世紀(jì)80年代后期以來(lái),利用湖泊沉積進(jìn)行環(huán)境演變的研究已成為十分活躍的領(lǐng)域,對(duì)合理開(kāi)發(fā)利用湖泊資源和解決中國(guó)當(dāng)前日益嚴(yán)重的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化、水污染等環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行了積極的探索。由于自然環(huán)境的區(qū)域差異顯著,不同區(qū)域的湖泊沉積與環(huán)境演變過(guò)程存在著較大的差異。我國(guó)淺水湖泊眾多,其環(huán)境系統(tǒng)復(fù)雜,在風(fēng)浪、入湖水流、人類活動(dòng)等因素影響下,湖泊沉積過(guò)程極不穩(wěn)定,涉及到營(yíng)養(yǎng)鹽釋放、有機(jī)質(zhì)分解、沖淤分布等,使得現(xiàn)代湖泊環(huán)境的研究難度很大。湖泊底泥營(yíng)養(yǎng)鹽的研究為揭示湖泊沉積記錄的古環(huán)境演變規(guī)律和現(xiàn)代湖泊環(huán)境整治提供了科學(xué)的依據(jù)。我國(guó)鹽湖粘土礦物以伊利石-綠泥石為主要特征,含少量蒙脫石和高嶺石,個(gè)別鹽湖存在混層礦物等;鹽湖粘土化學(xué)成分與伊利石粘土化學(xué)成分相似,一般具有冷溫帶大陸粘土化學(xué)成分和鹽湖粘土化學(xué)成分特征。不同地區(qū)鹽湖和鹽湖沉積不同階段中粘土資料的同異性,主要受干旱氣候和鹵水化學(xué)成分所控制;鹽湖未成巖階段中,粘土礦物以伊利石-綠泥石-高嶺石為特征,粘土中Al2O3、K2O和MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)具有冷溫帶大陸粘土化學(xué)成分特征;鹽湖成巖階段中,粘土礦物以伊利石-綠泥石為特征,粘土中Al2O3、K2O和MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)具有鹽沼澤、干湖粘土化學(xué)成分特征等。所以,可以從鹽湖沉積不同階段中某些粘土資料差異來(lái)反映某些氣候環(huán)境變化。例如,利用粘土的w(Al2O3)/w(MgO)比值大小及礦物等資料,可以反映鹽湖沉積過(guò)程中的相對(duì)淡化或咸化,即氣候相對(duì)干旱或溫濕。沉積物中粘土礦物總量與石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系能夠反映沉積過(guò)程中氣候環(huán)境的變化對(duì)河口響應(yīng)系統(tǒng)的控制。周厚云等對(duì)珠江口東北岸SX97孔的粘土礦物和石英的分析發(fā)現(xiàn),它們所揭示的氣候演變規(guī)律(高水平面、氣候濕熱時(shí)期與低水平面、氣候相對(duì)偏干偏涼的時(shí)期相互更替)與該地區(qū)的海岸沙丘、海灘巖和海相沉積地層的資料能比較好地對(duì)應(yīng)。這些礦物絕大部分來(lái)自東江流域,物源區(qū)與沉積區(qū)的氣候環(huán)境以濕熱為主,但在總體濕熱的背景中有一些波動(dòng),表明河口地區(qū)沉積物中的粘土礦物有時(shí)也是氣候環(huán)境變化的標(biāo)志。2粘土礦物的特性粘土礦物是含水硅酸鹽化合物,具有由硅氧四面體和鋁氧八面體組成的層狀結(jié)構(gòu)。它們廣泛存在于各類地質(zhì)體中,也是土壤的主要組成部分,影響著土壤的結(jié)構(gòu)和性能。粘土礦物具有比表面積大、孔隙多以及極性強(qiáng)等特征,特殊的晶體結(jié)構(gòu)賦予粘土礦物許多特性,例如較強(qiáng)的吸附性、脫水、復(fù)水性能、膨脹、收縮性能,可塑性能和離子交換性能等。粘土礦物的粒級(jí)又屬膠體范圍,大的比表面積和表面雙電層結(jié)構(gòu)使其具有膠體特性。天然粘土礦物大都具有某種活性,這種活性正是其晶體結(jié)構(gòu)及膠體性質(zhì)的反映。正是因?yàn)檎惩恋V物具有這些優(yōu)異的性能,從而使其在污染治理與水環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域中發(fā)揮著獨(dú)特的作用。天然粘土礦物如蒙脫石、高嶺石等具有比表面積大、吸附性能良好的特點(diǎn),功能與活性炭相當(dāng)甚至更好,又具有儲(chǔ)量豐富、來(lái)源廣、成本低的有利因素。不僅如此,粘土礦物可經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)處理而改型,如蒙皂石與有機(jī)分子、有機(jī)離子及高分子等復(fù)合而成有機(jī)粘土,經(jīng)柱化劑柱化而成柱化蒙皂石。與天然粘土礦物相比,經(jīng)有機(jī)改性的粘土礦物,不僅層間距增大,表面的吸附能力增強(qiáng),而且使其表面由親水性變成親油性。這種改性作用大大提高了其對(duì)水體、土壤中疏水性有機(jī)污染物的吸附,由此而廣泛應(yīng)用于防滲添加材料、油庫(kù)有機(jī)防滲墻或用于廢水中有機(jī)污染物的去除等環(huán)境污染控制和環(huán)境修復(fù)。用不同種類和組成的表面活性劑改性膨潤(rùn)土(或粘土),制備有機(jī)膨潤(rùn)土,從而創(chuàng)造出較好的吸附介質(zhì),并用于廢水處理和污染環(huán)境的修復(fù),也已成為環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。粘土礦物經(jīng)改性后,對(duì)一些農(nóng)藥有機(jī)物的吸附性能超過(guò)了活性炭。由于改性造價(jià)低廉,且存在著低溫(500℃)再生的可能性,因此具有很大的應(yīng)用潛力。總之,用粘土礦物作吸附劑去除污染,有巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益。2.1預(yù)處理重金屬離子生活污水、工業(yè)污水的不當(dāng)排放造成了水資源的嚴(yán)重污染。粘土礦物在水污染治理方面,主要用于化工和生活用水過(guò)濾、水中重金屬離子Ni2+,Hg2+,Cd2+,Pb2+,Cr3+,As3+等的去除、陽(yáng)離子染色物和有機(jī)污染物的吸附,以及廢水中的MH3-N,H2PO?44-,HPO2?442-,PO3?443-等的清除處理。2.1.1建筑陶瓷材料蒙脫石、海泡石、坡縷石等粘土礦物具有較大的比表面積及離子交換容量,吸附性能好,對(duì)廢水中重金屬離子的吸附處理有著特殊的功效。有關(guān)研究表明:蒙脫石原土對(duì)重金屬離子具有一定的吸附能力;若用蒙脫石吸附-絮凝法處理廢水中的Pb2+、Cd2+及Cr(Ⅲ),可進(jìn)一步改善去除效果并提高固-液分離速度,使低濃度廢水中的Pb2+等的去除率達(dá)93.1%;國(guó)際上,有關(guān)學(xué)者研究了海泡石對(duì)水中的Cu2+、Zn2+和Pb2+等離子的吸附處理,并從理論上對(duì)海泡石去除重金屬離子的機(jī)理作了較深入的探討,認(rèn)為八面體中與OH-結(jié)合的Mg2+及沸石型孔道邊緣與結(jié)晶水結(jié)合的Mg2+,均可與重金屬發(fā)生離子交換,從而達(dá)到去除目的,并指出海泡石對(duì)去除陽(yáng)離子半徑及電價(jià)都與Mg2+相當(dāng)?shù)腪n2+最為理想。周平等利用天然凹凸棒石處理造紙黑液,使黑液中的污染物與天然礦物共沉淀,達(dá)到一定的凈化效果;同時(shí),以處理廢液后的天然礦物沉渣為主要原料,通過(guò)不同配方和不同工藝條件燒制出合格的建筑陶瓷材料,這樣,既處理造紙黑液,又利用天然礦物沉渣,不會(huì)造成二次污染。Lin和Puls分別利用三種不同類型的粘土礦物(多水高嶺石、伊利石和綠泥石)進(jìn)行了它們對(duì)砷的吸附、解吸以及氧化降解的實(shí)驗(yàn)研究,表明不同類型的粘土礦物對(duì)砷的吸附性能有較大的差異,綠泥石和高嶺石對(duì)砷的吸附能力比其他粘土礦物高出25～35倍。2.1.2離子交換作用天然粘土礦物中存在大量可交換的親水性無(wú)機(jī)陽(yáng)離子,但實(shí)際粘土表面通常存在一層薄的水膜,因而不能有效地吸附疏水性有機(jī)污染物。采用某種有機(jī)陽(yáng)離子,通過(guò)離子交換,把粘土礦物中原先存在的無(wú)機(jī)陽(yáng)離子置換出來(lái),使其成為疏水性有機(jī)粘土,可增強(qiáng)其去除水中疏水性有機(jī)污染物的能力。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在這方面開(kāi)展了大量研究:利用季銨鹽等陽(yáng)離子表面活性劑與鈉型蒙脫石作用,經(jīng)過(guò)離子交換將體積較大的有機(jī)正離子引入層間形成大孔洞材料——有機(jī)蒙脫石,再通過(guò)離子交換作用和表面活性劑脂肪鏈的萃取作用來(lái)吸附有害的有機(jī)污染物。實(shí)驗(yàn)證明:有機(jī)蒙脫石可以對(duì)低濃度非離子型或離子型有機(jī)污染物進(jìn)行有效去除。2.1.3粘土礦物的化學(xué)處理離子型化合物一般在水中的溶解度較高,在土壤中極易遷移并污染地下水。粘土礦物表面上存在大量的Si—OH、Al—OH等基團(tuán),通過(guò)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理可使其質(zhì)子化或者解離,用于吸附處理水中的陰離子污染物。如HDTMA-蒙脫石可有效去除五氯苯酚等陰離子。2.2大氣污染凈化蒙脫石、海泡石、坡縷石及高嶺石等,因吸附性強(qiáng),作為吸附過(guò)濾材料廣泛應(yīng)用于大氣污染的凈化。它們經(jīng)簡(jiǎn)單的處理之后,即可用于臭氣、毒氣及有害氣體如NOx、H2S等的吸附過(guò)濾。實(shí)驗(yàn)證明,在含氮為100×10-6m-3氣體中放置40g海泡石,可使氨的濃度降至18×10-6。2.3粘土礦物與土壤礦物的組成土壤的主要污染物分有機(jī)物與無(wú)機(jī)物兩大類。無(wú)機(jī)物包括重金屬和放射性物質(zhì),有機(jī)物主要是有機(jī)農(nóng)藥、有機(jī)洗滌劑及工業(yè)廢水中的酚和苯并芘等。在一定的污染濃度范圍內(nèi),土壤可以通過(guò)稀釋、擴(kuò)散、揮發(fā),氧化還原反應(yīng)及絡(luò)合作用、離子交換和吸附作用而實(shí)現(xiàn)自凈。土壤自凈功能是土壤各種組分及結(jié)構(gòu)綜合作用的體現(xiàn),粘土礦物在土壤自凈過(guò)程中作用重大。粘土礦物是土壤膠體的主體,土壤膠體的自凈作用在某種程度上是粘土礦物性質(zhì)的體現(xiàn)。當(dāng)有毒物質(zhì)進(jìn)入土壤后,土壤膠體首先吸附帶相反電荷的離子或絡(luò)合物,如金屬離子或化學(xué)農(nóng)藥,使污染物質(zhì)的活性和擴(kuò)散性大大減弱。其次粘土礦物層內(nèi)表面不僅可吸附交