李亭
南阳师范学院化学与制药工程学院 473061
摘要:传统化学可以通过不同的反应制备相应的材料或物质,但是在应用过程中容易出现资源过度消耗或者污染环境等问题,而绿色化学是对传统化学技术的革新,可以实现绿色环保的反应过程,在应用过程中可以减少或者避免应用污染性材料,降低甚至消除反应期间的污染,甚至将其应用到特定场合还可以消除污染物,起到保护环境的作用。
关键词:绿色有机化学;合成机理;应用领域;应用范围
引言
绿色化学强调的通过可持续发展的绿色手段减少产生对自然环境有害的物质的产生,通过科学的生产方法减少有害的化学原料、催化剂、溶剂和化学试剂的使用,有效地保护环境,实现绿色经济化生产和可持续发展。绿色有机化学在工业生产中具有十分重要的作用,能够带来较高的环境和社会经济效益,避免有机化学对自然环境造成的危害。通过绿色化学技术能够实现绿色化学工业科学、技术与经济社会的相互衔接联系和相互作用,是绿色化学工业科学高度融合发展以及经济社会快速发展的必然产物,对绿色化学本身而言也是一个新发展阶段,有利于我国工业环境的有效保护。
1绿色化学的概念与意义
绿色化学,也被称为“环境友好型化学”、“环境清洁型化学”,绿色化学技术是通过研究化学从而减少其对环境所造成的不良影响,从技术层面减少化学材料中的污染因素的一门技术。从根本上看,绿色化学技术就是通过改善本身的化学性能,减少自身的污染因素,从而提供更加环保安全的化学产品,以替代目前社会中那些高污染的化学产品。绿色化学的理念就是杜绝有毒有害的化学物质,从原料的生产到使用的全过程都要做到无害化处理,对于其所产生的废弃物要进行合理的排放和处理,避免一切有害物质对人类生活造成的危害。
2绿色有机化学合成机理
绿色有机化学合成的机理其宗旨在于解决传统化学反应过程中的环境污染问题。为此,在有机化学合成研究领域则就合成反应原料的创新、合成反应条件以及化学反应转化条件等方面进行究,以实现开发新的绿色化学反应途径和绿色产品的研发目标。迄今为止,在绿色有机化学合成技术的应用机理主要涵盖以下几个方面:第一方面,即实现自源头上控制参与有机化学合成的反应物、催化剂和反应介质,使之达成避免污染源的产生。当然,在操作绿色化学反应实验过程中,也必须使用无毒无害的环保反应原料。第二方面,即反应的原料为可再生的资源或能源,也就是说反应介质是能单一的,而必须设计不同的化学合成反应实验。第三方面,即必须加强探索化学转化新方法,以实现开发出保护人类身体健康化学产品,并在环境层面还具备保护功能。
3绿色化学技术的类型
3.1催化剂绿色化
在以往的化学反应当中,所运用的催化剂或多或少会对一些机械设备造成一定的腐蚀,并且还有可能对人体造成损害,化学反应发生之后还会产生一定的废渣,对环境造成一定的污染。而绿色化学技术在对催化剂进行利用时会提高催化剂的绿色化,从而能够优化整个化学反应的过程,防止对有毒催化剂的利用,有效提高了环境保护的力度
3.2溶剂的绿色化
当前广泛使用的有机溶剂主要是一种挥发性强的有机化合物,其在大量使用溶剂过程中有的可能会直接引起附近地面水和臭氧的快速形成,有的甚至会直接引起其他水源的污染。因此,减少有机溶剂的大量使用,改进生产传统的有机溶剂,选择对生态环境健康无害的有机溶剂以及研究开发各种无溶剂有机反应物将是当前绿色环境化学的重要学术研究课题领域。目前,越来越多的化学反应正广泛使用如超临界溶解流体、离子溶解液体、水或其他无溶剂水等条件液体来将其作为溶解反应物的媒介,用水液体作为溶剂能够有效降低对生态环境的直接危害和健康的不良影响,并且在我国化工原料产业快速发展中已经取得了较好的应用效果。
3.3原料绿色化
由于过多的有毒有害原料的利用,使得生态环境的恶化速度不断加剧,这时就需要在绿色化学技术当中采用绿色化的原料对这一问题进行解决,绿色化的原料替代有毒有害的原料能够发挥绿色原料的作用,并在反应所产生的物质上做到无害无毒,以安全性的特点防止对环境造成的污染。
4绿色化学技术在环境污染治理与保护中的具体应用
4.1在固体垃圾污染处理与保护当中的应用
当前常见的固体垃圾污染主要包括城市垃圾、白色污染以及矿山污染等。其中,城市生活产生的固体垃圾主要有两种治理方式,一种是填埋处理,一种是焚烧处理。填埋处理通过挖坑将部分可以降解的垃圾填入地下,通过土壤中微生物的长期处理达到降解的目的,这一处理方式的周期极长、资金投入多而且无法处理全部类型的垃圾,其处理效果相对较差。焚烧处理则是将城市生活产生的垃圾聚集起来,统一点燃焚烧,这种方法处理垃圾的效率极快,但是过程中会产生大量的有毒有害气体,将会对环境产生严重的污染,违背了治理环境污染的初衷,后续反而需要消耗更多的资源对所造成的空气污染进行治理。环境治理工作人员可以通过绿色化学技术对城市垃圾进行处理,常用的有电离气化法。通过这一技术可以在低成本消耗的情况下实现对垃圾的绿色环保处理,避免在过程中产生二次污染问题。
4.2大气污染中的应用
在大气污染因素当中主要的污染源是工业生产排放和采暖炉产生的有毒有害气体,因此在应用绿色化学技术的过程中就要对煤炭燃烧的整个环节进行处理,例如脱硫处理。在进行脱硫处理时主要包括煤炭燃烧之前、燃烧过程中、燃烧之后,从而能够有效预防煤炭燃烧过程产生有毒有害的气体,降低了大气污染的程度,在利用脱硫处理时具有反应温和、成本投入低、污染物排放量低的特点,因此这种方法也逐渐成为人们广泛运用的手段。
4.3在农药污染中的应用
农业生产过程中往往会产生杂草、虫害等影响产出质量和问题,农民为了快速解决这些问题往往会喷洒农药。农药之中存在较多的毒性物质,容易对周边水源、土壤以及生物多样性等产生危害。为了降低农药的危害,技术人员可以研究绿色化学技术获取更环保的药品来取代农药,大幅度降低农业生产过程中的环境污染。同时,针对以往使用农药过程中对环境产生的污染,环保工作单位可以针对不同类型的农业制备相应的绿色化学材料,将其中残留的污染物从水源、土壤中分离出来,降低其对于环境的危害。
4.4水资源污染中的应用
受到水资源污染类型的影响,绿色化学技术的应用也就会有所不同,这里主要研究对工业生产排放废水和化学实验废液的处理。在绿色化学技术当中可以利用循环冷却水零排污技术对工业生产排放废水进行处理,从而能够有效防止再生废盐水和煮炉水情况的发生,结合定期排水的方式能够有效降低水资源受到污染的程度。
结束语
综上所述,绿色有机化学合成技术的应用对于我国经济发展与环保友好的协同,以及广大人民群众的日常生活需要,都具有较为重要的作用。为此,积极发展绿色有机化学合成技术在各个领域的应用,则可以在更深层次方面,促进大气保护层与杜绝生态环境污染。与此同时,绿色有机化学合成技术的应用与推广,还能够提高合成产品原材料的高效利用率、实现合成过程的分子经济效应以践行环保与降本增效的目标。
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