天然礦物的自凈化功能是大自然賦予地球生物生存發展的一種潛在功能，而天然多孔礦物由于其特殊的晶體結構和孔道效應，具有良好的表面吸附、孔道過濾、離子交換、表面催化氧化和表面生物作用等，可有效應用于土壤改良和土壤環境污染修復，近年來備受關注。

天然多孔礦物及其改性材料是一種重要的處理重金屬污染土壤的環境礦物材料，其中沸石、膨潤土、凹凸棒石、海泡石等礦物及改性材料在土壤重金屬污染生態環境修復中被廣泛的研究和應用。

（1）沸石

沸石及其改性材料可以轉化土壤中重金屬的存在狀態，鈍化土壤中重金屬污染物溶解和遷移，降低其在土壤環境中的生物有效性，增加重金屬的化學穩定性，進而抑制植物對重金屬污染物的吸收，維持土壤生態環境平衡。如沸石礦物材料或沸石與其他材料協同作用可以改變土壤中鉛、鋅、鉻、鈷、汞等重金屬元素賦存狀態，減少重金屬污染物在土壤中的遷移能力，減弱了重金屬對植物生長的毒害作用。

（2）膨潤土

膨潤土及其改性礦物材料可以通過物理吸附和離子交換作用對土壤中如鉛、鎘、鉻、砷等重金屬元素進行固化作用，減輕土壤中重金屬污染物對植物的危害。其中，經鈉化改性、酸化改性和巰基化改性等改性修飾后的膨潤土能夠顯著提高礦物材料對重金屬污染物的吸附能力，對其在土壤重金屬污染環境修復具有重要的意義。

（3）凹凸棒石

凹凸棒石及其改性礦物材料普遍應用于重金屬污染土壤的生態修復，可以通過調整土壤pH值改變重金屬污染物在土壤中的存在狀態，促進土壤中重金屬污染發生沉淀反應，降低土壤中鎘、銅、鋅、鉛等重金屬離子的生物有效性。

（4）海泡石、高嶺土等粘土礦物

海泡石、高嶺土等粘土硅酸鹽礦物不僅可以吸附和鈍化土壤中鉛、鎘、鎳等重金屬污染物，還對土壤中含釩污染物表現出很強的親和力，能夠有效限制釩污染物在土壤中的遷移。

利用天然多孔礦物對土壤中重金屬污染物進行環境修復，充分體現了天然礦物自凈化的特性，且具有成本低、易控制、效果好等特點，具有廣闊的應用前景。

天然多孔礦物結構或表面存在的陽離子可以通過離子交換反應進行表面有機改性，改性后的礦物材料不僅增強了礦物表面的疏水性，對有機污染土壤中的污染物進行高效吸附。

如高嶺石、蛭石、伊利石、蒙脫石等粘土多孔礦物，其粘土層間的無機陽離子容易被有機陽離子取代生成有機粘土礦物，其改性后的粘土礦物對土壤中的有機污染物吸附能力較天然多孔礦物能夠提高1-2個數量級，有效地降低了土壤環境中有機污染物的遷移。

以蒙脫石為主要成分的膨潤土經過有機改性后對土壤中有機污染物具有很好的吸附和固定作用，可以作為防滲層吸附固定土壤中的有機污染物。

天然多孔礦物及其改性材料對土壤中有機污染物不僅能夠吸附固定，還可以促使其在礦物表面氧化分解。如蒙脫石和高嶺石與表面或土壤中金屬氧化物結合可以有效促進部分農用化學有機物的直接、間接或光催化降解，進而降低土壤中有機污染物的含量。

病毒類微生物可以隨水分進入土壤，進而影響植物生長環境和地下水環境安全。研究發現具有較大比表面積和表面帶正電荷的天然礦物或改性礦物材料可以有效對生物病毒進行吸附，限制其在土壤中的遷移行為。

例如，高嶺土、硅藻土、膨潤土等粘土類礦物可以直接或經改性處理后對水和土壤環境中的感染性造血壞死病毒（IHNV）、T2噬菌體、煙草花葉病毒（TMV），囊狀病毒等致病微生物進行有效吸附或分解。

另外，由于礦物表面正電荷量與生物病毒吸附量存在顯著的相關性，結合天然多孔礦物的孔隙結構、金屬氧化物的帶電性和金屬氧化物催化氧化特性對天然多孔礦物進行功能性改性可以有效開發吸附并降解的病毒污染土壤的修復材料。