天然環(huán)境礦物材料對(duì)環(huán)境具有一定的凈化功能；主要體現(xiàn)在其基本性能方面，包括礦物表面吸附、離子交換、孔道過濾、化學(xué)活性、物理效應(yīng)及納米效應(yīng)等作用；在污染治理與環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域中發(fā)揮著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

1. 表面效應(yīng)

天然礦物材料表面是礦物的外部邊界或礦物介質(zhì)接觸時(shí)相與相之間的分界面。在熱力學(xué)平衡條件下，礦物材料表面產(chǎn)生過量電荷密度，形成懸掛鍵，礦物晶體表面處于高能量非穩(wěn)定狀態(tài)。

天然礦物材料的表面效應(yīng)包括表面結(jié)構(gòu)重組效應(yīng)、表面荷電效應(yīng)和表面吸附效應(yīng)。

表面吸附作用與礦物表面性質(zhì)密切相關(guān)。

利用礦物材料的表面效應(yīng)，可對(duì)污染物進(jìn)行有效處理，達(dá)到治理和改善環(huán)境的目的。

2. 離子交換

無機(jī)礦物具有良好的離子交換作用，主要發(fā)生在礦物表面上、孔道內(nèi)與層間域。

碳酸鹽和磷灰石等離子晶格礦物表面、沸石和錳鉀礦等礦物孔道內(nèi)及大多數(shù)粘土礦物的層間域。

沸石、凹凸棒石、海泡石、蛭石和蒙脫石等礦物是離子交換量最大的天然礦物；

粘土礦物在溶液中的分散程度影響到離子交換的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。

3 .孔道過濾

礦物孔道效應(yīng)包括孔道分子篩、離子篩效應(yīng)與孔道內(nèi)離子交換效應(yīng)等表面吸附作用與礦物表面性質(zhì)密切相關(guān)。

具有孔道結(jié)構(gòu)并具有良好過濾性的礦物有沸石、粘土、硅藻土、輕質(zhì)蛋白石、磷灰石、電氣石、軟錳礦、蛇紋石、蛭石等。

天然礦物材料因孔道效應(yīng)而具有過濾作用，在過濾過程中主要是截留水中的懸浮物和絮狀物，從而達(dá)到凈化的目的。

4 .化學(xué)活性

礦物化學(xué)活性主要研究?jī)?nèi)容：

溶解反應(yīng)、酸堿反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、配位體交換、沉淀轉(zhuǎn)化、礦物形成和催化作用等。

溶解作用：包括溶質(zhì)分子與離子的離散和溶劑分子與溶質(zhì)分子間產(chǎn)生新的結(jié)合或絡(luò)合。

具有微溶性的金屬礦物其化學(xué)成分多由變價(jià)元素構(gòu)成，其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定易被氧化分解，且在一定的水介質(zhì)條件下可表現(xiàn)出一定的溶解度。

化學(xué)活性作用過程都伴隨著對(duì)多種污染物的凈化作用。

5. 納米效應(yīng)

天然環(huán)境中，納米尺度的礦物顆粒從存在方式上可以分為2種：

a.納米礦物（Nanominerals）

b.礦物納米顆粒（Mineral Nanoparticles）

納米礦物具有比表面積大、反應(yīng)活性高、遷移能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在地表環(huán)境中對(duì)污染物的遷移、轉(zhuǎn)化和富集具有顯著影響。

6. 物理效應(yīng)

礦物材料的物理效應(yīng)：

包括礦物光學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)、半導(dǎo)體等性質(zhì)；

能改善材料結(jié)構(gòu)達(dá)到調(diào)節(jié)材料的光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)特性。

常見的物理效應(yīng)表現(xiàn)為：

方解石的熱不穩(wěn)定性的固硫效應(yīng)；

堇青石熱穩(wěn)定性，可用來制作多孔陶瓷的除塵效應(yīng)；

天然蛭石的熱膨脹性，可改善煤燃燒過程中氧化氣氛，以防止硫酸鈣分解而提高固硫率的效應(yīng)；

7. 其他作用

1）結(jié)構(gòu)效應(yīng)

通常礦物表面的原子結(jié)構(gòu)及電子特性有可能和其內(nèi)部的有很大差異。

2）結(jié)晶效應(yīng)(www.ws46.cOm)

礦物形成過程尤其是溶液結(jié)晶過程，往往可成為污染凈化過程。

3）水合效應(yīng)

水合作用往往伴隨著礦物體積增大，含水礦物在調(diào)節(jié)環(huán)境水分功能方面，不亞于植物所起的作用，是自然界中最佳的無機(jī)控濕調(diào)溫物質(zhì)。