一、沸石的环保作用
环境问题是当今世界上人类面临的最重要的问题之一，已得到世界各国的高度重视。随着我国社会经济的快速发展，环境问题变得日益突出。在环境保护和治理方面，世界上许多国家，特别是发达国家对非金属矿物在环保上的应用非常重视。其中非金属矿——沸石倍受青睐。
随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，含氮化合物的排放量急剧增加，已成为环境的主要污染源，并引起各界的关注。经济有效地控制氨氮废水污染已经成为当今环境工作者所面临的重大课题。
沸石具有特殊的四面体结构，因而有较大的表面积和较高的离子交换和吸附能力，使沸石在废水处理中得到了广泛的应用。沸石可去除废水中有机污染物，去除氨氮，去除悬浮物，藻类等，降低出水浊度。而且还能去除水中重金属离子。国外专利(J52034549)介绍，将斜发沸石、丝光沸石改型为Na型、NH3型沸石后，利用其对溶液中某些离子有“离子筛”的作用，处理有色金属矿山、冶炼厂、化工厂排入的含重金属离子的废水,然后通过解吸回收金属。除了治理废水，沸石还可以改造水质。如西沙群岛饮用水就是用当地含沸石的火山角砾岩处理后，排除海水中的有机质，降低矿化度，减少氨离子和硝酸根成为标准饮用水的。
（1）氨氮废水的来源
含氮物质进入水环境的途径主要包括自然过程和人类活动两个方面。含氮物质进入水环境的自然来源和过程主要包括降水降尘、非市区径流和生物固氮等。人类的活动也是水环境中氮的重要来源，主要包括未处理或处理过的城市生活和工业废水、各种浸滤液和地表径流等。
人工合成的化学肥料是水体中氮营养元素的主要来源，大量未被农作物利用的氮化合物绝大部分被农田排水和地表径流带入地下水和地表水中。随着石油、化工、食品和制药等工业的发展，以及人民生活水平的不断提高，城市生活污水和垃圾渗滤液中氨氮的含量急剧上升。
近年来，随着经济的发展，越来越多含氮污染物的任意排放给环境造成了极大的危害。
氮在废水中以有机态氮、氨态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3–N）以及亚硝态氮（NO2–N）等多种形式存在，而氨态氮是最主要的存在形式之一。废水中的氨氮是指以游离氨和离子铵形式存在的氮，主要来源于生活污水中含氮有机物的分解，焦化、合成氨等工业废水，以及农田排水等。氨氮污染源多，排放量大，并且排放的浓度变化大。
（2）氨氮废水的危害
水环境中存在过量的氨氮会造成多方面的有害影响：
（1）由于NH4+-N的氧化，会造成水体中溶解氧浓度降低，导致水体发黑发臭，水质下降，对水生动植物的生存造成影响。在有利的环境条件下，废水中所含的有机氮将会转化成NH4+-N，NH4+-N是还原力最强的无机氮形态，会进一步转化成NO2–N和NO3–N。根据生化反应计量关系，1gNH4+-N氧化成NO2–N消耗氧气3.43g，氧化成NO3–N耗氧4.57g。
（2）水中氮素含量太多会导致水体富营养化，进而造成一系列的严重后果。由于氮的存在，致使光合微生物（大多数为藻类）的数量增加，即水体发生富营养化现象，结果造成：堵塞滤池，造成滤池运转周期缩短，从而增加了水处理的费用；妨碍水上运动；藻类代谢的最终产物可产生引起有色度和味道的化合物；由于蓝-绿藻类产生的毒素，家畜损伤，鱼类死亡；由于藻类的腐烂，使水体中出现氧亏现象。
（3）水中的NO2–N和NO3–N对人和水生生物有较大的危害作用。长期饮用NO3–N含量超过10mg/L的水，会发生高铁血红蛋白症，当血液中高铁血红蛋白含量达到70mg/L，即发生窒息。水中的NO2–N和胺作用会生成亚硝胺，而亚硝胺是“三致”物质。NH4+-N和氯反应会生成氯胺，氯胺的消毒作用比自由氯小，因此当有NH4+-N存在时，水处理厂将需要更大的加氯量，从而增加处理成本。近年来，含氨氮废水随意排放造成的人畜饮水困难甚至中毒事件时有发生，我国长江、淮河、钱塘江、四川沱江等流域都有过相关报道，相应地区曾出现过诸如蓝藻污染导致数百万居民生活饮水困难，以及相关水域受到了“牵连”等重大事件，因此去除废水中的氨氮已成为环境工作者研究的热点之一。
（3）沸石在污水处理剂中的应用
沸石水处理剂选用高品位天然沸石经过活化、改性复合而成的多功能污水处理新材料，具有极大的比表面积、极强的吸附能力和离子交换能力，对污水中的有机污染物具有吸附和催化降解能力，对重金属等物质污染物具有极强的吸附固化能力，在污水中具有很好的化学稳定性，而且不分解、不变质，不污染水体。
其具体原理为：
离子交换法的实质是不溶性离子化合物（离子交换剂）上的可交换离子与废水中的其它同性离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程，通常是可逆性化学吸附。沸石是一种天然离子交换物质，其价格远低于阳离子交换树脂，且对NH4+-N具有选择性的吸附能力，具有较高的阳离子交换容量，纯丝光沸石和斜发沸石的阳离子交换容量平均为每100g相当于213和223mg物质的量（m.e）。但实际天然沸石中含有不纯物质，所以纯度较高的沸石交换容量每100g不大于200m.e，一般为100～150m.e。沸石作为离子交换剂，具有特殊的离子交换特性，对离子的选择交换顺序是：Cs（Ⅰ）>Rb（Ⅰ）>K（Ⅰ）>NH4+>Sr（Ⅰ）>Na（Ⅰ）>Ca（Ⅱ）>Fe（Ⅲ）>Al（Ⅲ）>Mg（Ⅱ）>Li（Ⅰ）。工程设计应用中，废水pH值应调整到6～9，重金属大体上没有什么影响；碱金属、碱土金属中除Mg以外都有影响，尤其是Ca对沸石的离子交换能力影响比Na和K更大。沸石吸附饱和后必须进行再生，以采用再生液法为主，燃烧法很少用。再生液多采用NaOH和NaCl。由于废水中含有Ca2+，致使沸石对氨的去除率呈不可逆性的降低，要考虑补充和更新。
著名矿物学家穆普顿曾指出：由于全球性环境调节及环保需要，20世纪70年代人类进入“沸石世纪”。沸石以卓越的环境净化、修复、替代功能，以及价廉易得、制备简单且无二次污染的优势使它在环境治理中拥有广泛的应用前景。我们应充分发挥我国沸石的资源优势，加强对沸石的研究，研制出附加值更高的沸石新材料，从而产生更好的社会效益、经济效益及生态环境效应。
