石灰作为一种经济有效的环境治理材料，在废水处理、废气净化和土壤修复等领域发挥着不可替代的作用。深入理解石灰在这些应用中的机理和作用效果，对于优化环境治理工艺、提高污染物去除效率具有重要意义。在废水处理领域，生石灰和熟石灰发挥着多重作用。它们能有效去除磷酸根、硫酸根及氟离子等阴离子，作为强碱剂中和酸性废水或者重金属废水，使酸性废水成为中性。通过调节pH值，石灰还能对乳化液废水产生脱稳破乳的作用，并且能破坏氨基磺酸根等络合剂或鳌合剂对某些金属离子的结合。这些特性使得石灰成为废水处理中功能全面的化学药剂。

石灰在处理许多酸性废液时，可以取代苛性碱和氢氧化镁，而且在许多情况下性价比更高，也更为安全。石灰中和酸性物质的效率较高，且可以减少溶解在排放废液中的固体物。在排放之前，除pH校正之外，通常还要除去毒素及其它不理想的物质。石灰是处理废液流、排除重金属、磷和氮的化合物等有害毒素的一种低价高效处理方法。用它来除去悬浮固体、臭气和某些细菌也很有效。石灰的这些多功效作用使它成为一种最经得起时间考验的废液处理手段。

在废气治理方面，石灰广泛应用于烟道气体处理，特别是在非传统市场（即电力设施以外的领域）。在再生铝工业中，用石灰来减少烟道气流中有毒气体污染，已证明是一种最有效的废气控制技术。20年前，能源工业就已经开始用石灰进行废气处理。除再生铝工业外，还有6、7个工业领域用石灰来有效控制污染。在一个烟道中，石灰可用来同时控制汞、酸性气体（HF、HCl、SO₂和SO₃）、微尘和其它有害气体，且性能价格比较高。这种多污染物协同控制能力使石灰在废气治理中具有独特优势。

石灰在土壤修复和固体废物处理方面也有重要应用。石灰可用于对生物污泥、动物污物及工业废渣和固体有害物质的有效处理。在污染土壤修复中，石灰对土壤中重金属的影响主要是增加土壤的pH，促进重金属生成碳酸盐、硅酸盐、氢氧化物沉淀从而固定/稳定化重金属。这种固化/稳定化机制能有效降低重金属在环境中的迁移性和生物可利用性，减少其对生态系统和人体健康的危害。

石灰在环境应用中的化学反应机理主要基于其强碱性。生石灰（氧化钙，CaO）与水反应生成熟石灰（氢氧化钙，Ca(OH)₂），并释放大量热量。熟石灰在水中的溶解度有限，其饱和溶液称为石灰水，呈碱性，在空气中吸收二氧化碳而成碳酸钙沉淀。这些基本化学反应奠定了石灰在环境治理中发挥作用的基础。值得注意的是，石灰的不同形态在环境应用中各有特点。生石灰通过与水反应会放热并形成熟石灰，是一种降低介质含水量的稳定剂；而熟石灰多由生石灰制得，与水反应时无热量释放，多用于无需水分干燥和控制温度升高的介质修复活动。这种特性差异使得在不同环境应用场景下可以选择最合适的石灰形态。

尽管石灰在环境治理中应用广泛，但其使用也需要注意潜在的环境风险。过量使用石灰可能导致土壤或水体过度碱化，影响生态系统健康；石灰生产过程中的能耗和排放也构成环境负担。因此，科学合理地使用石灰，优化投加量和应用条件，是充分发挥其环境效益同时减少负面影响的关键。未来，随着环境污染治理要求的不断提高，石灰在环境治理中的应用将进一步拓展和深化。通过改进石灰使用技术，开发复合型石灰基环境材料，优化应用工艺参数，石灰在环境保护领域将继续发挥重要作用，为人类构建更加清洁、健康的环境作出贡献。