納米羥基磷灰石在重金屬汙染土壤治理中的應用
科技專論
作者：劉燕
【摘要】文章簡要分析了重金屬對土壤造成的汙染，並通過一係列針對納米羥基磷灰石治理重金屬土壤的研究實例，論證了納米羥基磷灰石在治理重金屬汙染土壤中的重要作用。
【關鍵詞】納米羥基磷灰石；重金屬汙染；治理
伴隨著生態環境問題的深化，土壤重金屬汙染形勢也日趨嚴峻，現階段針對土壤重金屬汙染而展開的研究和治理，已經成為生態環境治理中的重點內容。在此背景下，大量土壤汙染的治理方法紛紛湧現，其中包括應用納米羥基磷灰石對重金屬汙染土壤的治理，以下對該方法的應用情況進行深入分析。
一、重金屬對土壤造成的汙染
（一）重金屬土壤汙染特點
大部分重金屬屬於過渡性元素，具有過渡性元素的共同特征即電子層結構，正是因為這一點導致重金屬對土壤產生的化學反應凸顯出以下幾種特點：①作為一種中心離子，重金屬可以接受大多數簡單分子以及陰離子的獨對電子，從而生成配位絡合物。簡單來說，就是重金屬在水中的溶解度增大，擴大了其汙染範圍；②重金屬還具備可變價態，能夠在特定幅度內產生氧化還原反應，並且針對具有不同價態的重金屬，會產生不同程度的毒性和活性；③重金屬處於土壤環境中，較容易產生水解反應，從而形成毒性氫氧化物造成汙染。
（二）重金屬土壤汙染危害
重金屬主要通過以下幾種方式造成土壤汙染：①通過外界環境變化而進行傳播汙染，包括在土壤中施加添加劑、酸雨等，加強了重金屬的活性以及其對生物產生的有效性，促進了植物對重金屬的吸收，進而對人體和動物產生危害；②通過暴露的土壤間接對人體和動物產生危害；③借助雨水的滲透作用，浸入土壤深層從而對地下水造成汙染。
二、納米羥基磷灰石在重金屬汙染治理中的應用
（一）納米材料在環境汙染治理中的應用
納米實際上是一種度量單位，一納米等於百萬分之一毫米，也就是一毫微米。而作為納米材料來講，其主要由納米粒子組合而成。通常情況下，納米粒子是指尺寸為一至一百納米之間的細小結構，正是由於其具備尺寸小且大表麵等特殊性效果，因此將其獨有的特點集中展現出來，譬如：導電、熔點、光學、磁性、導熱等等，一般情況下納米材料的各項特點與其整體所表現出來的性質有所不同。充分利用納米材料的特殊性性能，不僅能夠有效仿製出自然界的所存在的材料，還能夠通過人工合成技術研發出自然界中不存在的新材料，並且憑借納米工藝將一係列新型材料投入到各個領域的應用中。
（二）羥基磷灰石物理及化學性質
羥基磷灰石又名為羥磷灰石，屬於鈣磷灰石的自然礦化形式，該物質的化學方程式為Ca10（PO4）6（OH）2，屬於六方晶體，處於P6/m空間群內，具體晶胞參數為：a=β=90°，a=b=0.943～0.938nm，c=0.688～0.686nm，r=120°。其中單位晶胞中含有Ca2+十個、OH兩個、PO43六個。在其結構中具有兩種Ca2+位置，各是配位數為七的Ca（Ⅱ）位置與配位數為九的Ca（Ⅰ）位置，在這其中磷氧四麵體足依靠共麵或者共角頂的Ca（Ⅱ）、Ca（Ⅰ）從而有效將其多麵體進行連接。在此過程中Ca（Ⅱ）磷氧多麵體緊緊圍繞六次螺旋軸均勻分布，從而構成平行的C軸形式的結構通道。然而由於Ca（Ⅱ）、Ca（Ⅰ）具有不同的位置價鍵和半徑，所以，將二價陽離子介入後將會形成位置的選擇性，從而產生一係列有序的超結構，另一方麵，通過以上環節能夠對其中各項半徑所涵蓋的二價金屬離子具有較為廣泛的收容性。