随着科学技术的不断发展，人们在享受科技成果的同时，也造成了对自身生存环境的污染。许多化学污染物以多种途径进入环境，工业和生活废弃物的排放日益增多，造成土壤、水体和大气污染，严重影响着生态系统的安全，对人类与生态环境产生了直接或潜在的危害。进入21世纪，人类活动与自然资源和环境之间的矛盾日益加剧，全球各国对环保的要求也越来越严格，如何合理利用矿产资源和有效控制环境污染已是实现社会可持续发展的战略问题。粘土矿物因其价格便宜且具有机械稳定性，多孔隙率、多种表面和结构、分散悬浮性、离子交换性、吸附性等，而成为环保大军中的一条绿色通道，而用颗粒细小的粘土矿物及改性粘土矿物来转移污染物也成为了当下人们研究的热点。
粘土矿物是一种含水铝硅酸盐产物，是由地壳中含长石类岩石经过长期风化和地质的作用而生成的，在自然界中分成广泛，种类繁多，藏量丰富，是一种宝贵的天然资源。 粘土矿物是颗粒细小（＜0.1mm）的含水层状结构硅酸盐矿物，正因其颗粒细小，比表面积大，表现出了较强的吸附性、离子变换性、胶体性、分散性和催化性，人们将粘土矿物的这些特性应用在无水处理（有机、无机）、土壤净化、大气净化、核废料处理等方面。
在水处理方面
水净化的常规方法是经过絮凝、沉淀、过滤和化学处理，一般能有效地除去大多数污物和杀死大多数微生物，然而不能很有效地除去诸如激素、农药、病毒、毒素和重金属离子等类物质。这些有害物质仍留在水源中就给人造成危害。而凹凸棒石粘土可用接触或过滤技术处理水消除这些有害物质。
无论是在吸附过程中，还是在污水处理中，凹凸棒石粘土都可以再生，它耗能少，对环境保护非常有利。凹凸棒石粘土选择吸附能力大小的次序为：水>醇>酸>醛>正烯烃>中性脂>芳香烃>环烷烃>烷烃、直链烃>环烷烃>烷烃，直链烃比支链烃吸附得快，吸附选择性对油脂的脱色有重要的作用。在其他分离过程中也有较大的工业价值。
在治理空气污染方面
大气污染物按其存在状态可分为气溶胶污染物和气态污染物两大类。其中气态污染物在一定的条件下可转化为气溶胶态污染物，气态污染物包括了以二氧化硫为主的含硫化合物，以氧化氮和二氧化氮为的含氮化合物、碳的氧化物、碳氢化合物及卤素化合物。
工业废气是我国大气污染的主要来源，由于有害气体多为酸酐，大部分能溶于水，因而可用呈碱性的矿物与酸酐发生中和，从而吸收酸酐，达到清除废气的目的。石灰石（方解石）、生石灰、方镁石、水镁石、坡缕石等均属此类矿物材料，对于不溶于水的酸酐，可先转化为溶于水的酸酐，再进行处理，此外利用粘土矿物、沸石以及改型后的多孔状矿物作吸附剂也可排除有害气体，净化环境。
城市空气污染主要来源于汽车尾气的排放，以青石为主体的三元催化剂载体因类质同像置换、活性强，同时具有极好的高温热稳定性，而得到了广泛的应用。由于汽车排放气体有害万分主要为NOx，以纳米质多孔石或锐钛石为主要成分的光触媒净化涂料就倍受人们欢迎。
室内空气污染及治理是当前的热门研究课题，也是百姓关注的重要话题。短期的空气污染主要表现在甲醛、氨、苯等早期释放强浓度的危害，坡缕石、海泡石等天然的纳米纤维矿物材料具有独特的沸石孔道结构、晶体表面生长缺陷的发育和纳米级尺寸效应，经充分分散处理后，拥有超大的比表面积和超强的吸附性，以其制作的环保型特种多功能纸不仅具有难燃、阻燃效果，而且有效地吸附室内空气中的氮氧化物和有害极性气体，应用于空气净化超细滤膜纸，由于海泡石、坡缕石的强防辐射屏蔽性，其壁纸材料可有效防止建筑墙体氡气的析出。
在固体废物弃处理方面
粘土矿物可用作处理固体有害废弃物的矿物障壁，以防止建造堆放废弃物的垃圾场的有害液体浸入地下，污染地下水和土壤等。这种矿物障壁一般为双层结构，主要为钠基膨润土、钙基膨润土、亲有机质膨润土和高岭土。上部粘土层中的钠基膨润土能够吸附金属阳离子，特别是一价重金属，且膨胀潜力大，具有较好的不透水性，下部粘土中的高岭土能够封住浸入液，保证障壁的封闭性。
在核废料处理方面
粘土矿物处理核废料是其又一重要应用。粘土矿物由于具有很强的吸附性，尤其是改性后的粘土矿物（如膨润土，凹凸棒石等）在核废料的处理方面起了很重要的作用。由于粘土矿物岩性柔软，断层不发育，吸收能力强，将放射性废料排放其中，可在放射性废物周围形成安全的防护带，阻止物质的渗透和泄漏。另外粘土矿物还可通过吸附作用固化某些放射性物质。海泡石和坡缕石用途放射性元素废料、废水的处理剂时，可将放射性元素永久性地吸附，使之不再污染环境。
总之，粘土矿物所特有的结构特征和吸附性能在环境污染的防治中发挥着重要的作用。相信随着人们对全球环境质量的不断重视和研究手段的改进与研究水平的提高，粘土矿物所能揭示的环境演变信息的数量与质量必将逐渐增多和增强，粘土矿物在环境演变和环境治理中的应用前景将更加广阔。
