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环境污染与保护中绿色化学技术的应用

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摘要:介绍了绿色化学技术的原理及类型,并从水污染、固体废弃物污染和大气污染三个方面阐述了绿色化学在环境污染和保护中的应用情况,以期对环境治理起到一定的借鉴作用,实现社会绿色化、可持续发展。

关键词:绿色化学技术;环境污染;环境保护;应用

传统化学虽然可以得到人类所需的物质,但未能有效地利用资源,并排放大量污染物,对环境造成严重污染。欲解决这些问题,就必须进行化学领域的革命。因此,绿色化学应运而生。绿色化学又称环境无害化学、清洁化学、环境友好化学,即减少或消除危险物质的使用及对产生的化学品和过程的设计。绿色化学将污染消除在源头,使整个生产过程对环境友好,不使用有毒、有害的物质,不产生废物,从根本上消除污染。绿色化学主要从原料的安全性、工艺过程节能性、反应原子的经济性和产物环境友好性等方面进行评价。即:①减少原料使用,降低实验废弃物的产生和排放;②循环使用,二次使用;③资源回收利用,从而实现“省资源、少污染,减成本”;④变废为宝,资源和能源再利用,是减少污染的有效途径;⑤对一些无法替代又无法回收、再生和重复使用且有毒副作用以及会造成污染的原料拒绝使用。

1绿色化学技术的分类

绿色化学是对传统化学的改革和创新,而绿色化学技术是在绿色化学基础上发展起来的一种新型技术,其运用科学先进的化学技术和一些特殊的化学反应来处理危害社会环境以及公众健康的化学污染物质,最大限度地降低有毒、有害物质的排放,保护环境。绿色化学技术的种类有很多,主要有:(1)生物技术生物技术主要包括微生物工程、酶工程、细胞工程和基因工程,其能最大化地利用生物质资源,节约能源,实现清洁生产[1]。(2)催化技术催化剂是化学反应的助剂,是使化学反应得以成功的关键,目前应用较多的是酶催化技术,其酶反应催化效率高,反应条件易控,副反应少,且对环境污染较小。(3)膜技术膜技术分为膜催化技术和膜分离技术,主要包括微滤、超滤、电渗析、反渗透等,膜分离技术和膜催化技术相结合,具有效率高、低能耗、成本低、对环境无污染等特点,能更好地提高反应原料的转化率和反应速度[2]。(4)超声波降解技术超声波降解技术是在声能足够强的条件下,使有机污染物在空气泡内产生化学键断裂、自由基反应和高温分解反应,从而对有机污染物进行降解[3]。

2绿色化学技术的应用

当前,环境污染主要包括土地污染、水污染以及大气污染三方面[4],这些污染已经严重影响了人类的生存环境,而应用绿色化学技术来治理这些污染,效果良好,并具有积极的现实意义[5]。

2.1绿色化学技术在大气污染控制中的应用

当今,大气的主要污染物有二氧化硫,主要源于含硫物质的燃烧,生成的二氧化硫释放到空气中,极易形成酸雨,对环境造成污染[1]。所以脱硫技术成为解决大气污染的关键。现在发达国家对于洁净燃煤技术的使用已经接近或实现绿色,我国使用洁净技术生产的产品也有很多,有水煤气、城市煤气、煤制合成油等,这些技术有效降低了二氧化硫的排放。国内外在燃料油生产中加氢脱硫降低油品中的硫含量,为了减少传统催化剂硫化和再生时引起的环境污染,国外研究了具有类贵金属晶体结构的金属氮化物等新材料;国内外对金属氮化物的制备方法也有改进,多组元素负载型氮化物的研究已取得实质性进展,实现了柴油的绿色生产[6]。生物脱硫技术在实际中应用最多,包括微生物絮凝法、表面处理浮选法以及生物浸出法等。生物技术和非生物技术相结合,可以明显提高脱硫的时间[6]。除此之外,还可以对传统菌种进行培养与驯化,积极研发出新型菌种,优化脱硫微生物。

2.2绿色化学在固体废弃物处理中的应用

(1)白色污染“白色污染”一般指一次性使用后未经合理收集和处理而造成环境污染的所有塑料废弃物,主要有塑料包装、农用地膜、一次性快餐用具等[7]。熔融法、燃烧法和降解法是目前处理白色污染中使用较多的方法,虽然应用广泛,但仍无法做到对环境无污染,因此研发一种在自然条件下能够降解的塑料产品———“生态绿色塑料”,将成为治理白色污染的根本出路。(2)城市垃圾自十九世纪以来,工业发展引起人口集中,城市规模不断扩大,城市人口增多,垃圾的处理问题变得日益严重。城市垃圾是城市中固体废弃物的混合体,包括工业垃圾、建筑垃圾和生活垃圾。现在主要采用垃圾焚烧和无害化卫生填埋的方式进行处理,这两种处理方式虽然技术简单,但是投资大,都不能全部实现无害化,且还可能导致环境的二次污染。应用绿色化学技术(如:热分选煤气化技术、固体废弃物电离气化技术等)处理城市垃圾,不仅能够实现固体废弃物资源化及无害化,而且不会产生二次污染,成本低廉,资金回收时间短[5]。

2.3绿色化学技术在水污染控制中的应用

造成水污染的污染源有很多,主要有工业污水、农药污水、城市生活废水、实验废液等等。开发高效、低能耗、不会产生二次污染的水处理技术将成为有效降解污水中有害物质的关键。(1)选矿开采矿物过程中,通常使用矿山化学品,有萃取溶剂、浮选剂、捕收剂、絮凝剂等等,有些有毒害作用并污染环境,可改用环境友好的非氰化法和生物浸出提取技术选矿。非氰化法主要用于取代氰化钠用于氧化金矿的堆淋;生物浸出法主要用于硫化铜矿的回收,而一般也会采用盐浸出技术对金矿、铀矿的微生物进行预氧化处理,其对金等金属溶解效率较好,毒性也小,基本符合绿色化工要求[2]。(2)农药残留目前我国农业生产中使用的农药仍有高毒品种,其残留会严重污染水环境。在人们对“绿色农药”的新要求下,新型绿色农药诞生了,主要包括现代化农药、生物农药、光活化农药等。新型绿色农药的使用必定会降低对环境的污染,并且也能提高农作物的产量[6]。(3)城市生活废水对于城市生活废水,零排污水处理技术就是一项以“绿色化学”为主,从不同环节杜绝污染产生,能够最大限度地解决水污染的新型技术。目前国内研究开发的热水锅炉零排污技术可避免再生废盐水、定期排污水、煮炉水等废水排放,实现零排放,使我国的水资源得到充分利用[6]。(4)实验废液目前大部分研究机构实验内容过于传统,验证型实验及基础型实验占比较大,实验方式仍然采用传统形式,这些因素导致对研究机构周边的水环境污染严重,如何采用绿色化学技术处理化学实验废液值得进一步深入研究[6]。

2.4绿色化学技术在噪声处理中的应用

自产业革命以来,随着各种机械设备的创造和使用,给人类带来了繁荣和进步,但同时也产生了越来越多、越来越强的噪声。噪声不但会对人们的听力造成损伤,还能诱发多种疾病,对人们的正常生活造成严重影响。控制污染源、研发吸音材料和建设隔音措施等都是运用绿色化学技术治理噪声的有效手段。通过这些高质量材料及技术的应用,人们可以有效控制生活中的噪声污染,实现环境质量的有效改善[8]。

3结束语

节约资源、防治污染是绿色化学技术的主旨,在面对愈发严峻的环境污染现状,在处理经济增长以及生态环境保护的冲突上,绿色化学发挥了积极的作用,环境保护者也应该充分认识到这一重要性,长此以往,在促进我国经济发展的同时,也能促进生态环境和谐发展,真正实现生态中国的建设[9]。

参考文献

[1]蒋达华,任如山.绿色化学技术在环境污染治理中的应用[J].工业安全与环保,2006,32(1):36-38.

[2]陈秀敏.浅谈环境污染治理中绿色化学技术的应用[J].智能城市,2016(7):300.

[3]刘斌.绿色化学技术在环境污染治理中的应用[J].广州化工,2009,37(8):185-187.

[4]曹永君.绿色化学技术在环境污染治理中的应用探究[J].科技风,2017(5):148.

作者:徐金霞 王莉 徐金送 单位:安徽省化工研究院

环境污染与保护中绿色化学技术的应用责任编辑:张雨    阅读:人次