凹凸棒石又叫坡缕石,是一种含水富镁硅酸盐黏土矿物,具有层链状过渡结构。分子式为[Mg5][Si8O20](OH2)4·4H2O。凹凸棒石独特的晶体结构和相对应的物理化学特征,使其具备良好的吸附性、催化性、流变性和耐热性等特性。且具有纳米级棒径和纤维状晶体结构,己被广泛用于钻井泥浆、造纸、化工、医药、石油化工、建材、农业和环保等领域。
2018年中国的土壤修复材料市场规模已达29亿美元,并且正以每年翻番(基于2017至2018年的数据)的速度增长,其中固化/稳定化在所有的土壤修复材料技术中市场应用遥遥领先,占比高达48.5%。中国环境保护产业协会相继发布研究报告,提出土壤修复材料行业必将迎来巨大的市场空间,行业规模将加速扩张。包括场地修复、耕地修复、矿山修复等在内,土壤修复材料潜在总市场空间合计将超过5.2万亿元。
2021年3月,生态环境部发布的《2020年全国生态环境质量简况》,农用地土壤污染状况详查结果显示,全国农用地土壤环境状况总体稳定。影响农用地土壤环境质量的主要污染物是重金属,其中镉为首要污染物。受污染耕地安全利用率达到90 %左右,污染地块安全利用率达到90 %以上。现阶段我国约有近20%的土地已经受到了严重的重金属污染,其总计面积约为 0.11亿km2,其将引起的后果不堪设想。不仅如此,我国农业粮食产量正在以每年一千万吨产量的速度持续锐减,遭受重金属污染的粮食产量达到了上千万吨,直接导致经济损失达到200亿余元。
凹凸棒石依托其独特的结构特征,通过吸附、固定和钝化土壤中的重金属改变土壤中重金属的化学形态,其自身具有催化性、吸附性、表面活性、络合作用、静电作用、过滤作用和离子交换作用,可降低重金属的有效性和生态毒性,达到修复土壤重金属污染的效果。然而凹凸棒石作为天然矿物常有矿物伴生,导致在施用时向土壤环境带入污染金属元素,例如砷、铜等,违背了土壤修复材料的原则,国内对于凹凸棒石在土壤修复材料工程的应用较为粗犷,且国内无相关标准规定凹凸棒石作为凹凸棒石准入条件,需要通过本标准的制定确定凹凸棒石的使用门槛;针对固化稳定化土壤修复材料药剂,现阶段国家无固化稳定化药剂的施用比例要求。
该项目符合《战略性新兴产业分类(2018)》中“7节能环保产业7.2先进环保产业7.2.3环境污染处理药剂材料制2666*环境污染处理专用药剂材料制造,该项目也符合产业结构调整指导目录(2011年本)》中,鼓励类建材领域需求的环境治理、节能储能、电子信息、保温隔热、农业用等非金属矿物功能材料生产及其技术装备开发应用。
通过广泛征求生产企业和用户的意见,一致希望能够起草该产品行业标准,来规范凹凸棒石土壤修复材料应用技术要求和评价方法,进一步限制凹凸棒石作为修复材料的准入,杜绝了低效能的凹凸棒石材料的滥用。因此,研究制定本标准对于创建自主知识产权的技术标准,促进我国凹凸棒石行业的发展,保障相关生产加工企业的经济利益具有重要的理论和现实意义。