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摘要:目前,在全球范围内,环境污染防治问题都是亟待解决的,得到了世界各国的普遍关注。环境污染会对生态平衡造成不利影响,还会威胁人类正常生活与发展。而绿色化学技术作为一门新兴科学,致力于采用原子经济反应达成零排放、绿色化的控制目标。本文简要分析了绿色化学技术的概念及其多样性,围绕空气污染治理、污水净化处理、固体垃圾处理、噪声控制与绿色照明工程等四个层面,探讨了绿色化学技术在环境污染治理与保护中的具体应用。
关键词:绿色化学技术、环境污染、治理、保护
一.绿色化学概述
1.绿色化学的定义
绿色化学是设计研究没有或只有尽可能小的环境负作用的、并在技术上、经济上可行的
化学品或化学过程的学科。1995年美国环保局(EPA)在全美化学学会年会上,将绿色化学定义“设计出降低或消除有害物质的使用或产出的化学过程和化学产品”。具体地说,绿
色化学即是利用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、环境安全和生态过程有害
原料、催化剂、溶剂和试剂、产物和副产物等的使用和产生。绿色化学的目标是不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。它是一门以源头上阻止污染的化学。
2.绿色化学的特点
绿色化学被公认是解决世界环境污染的重要途径。与环境化学相比,有其哲学上的合理
性和经济上的可行性。环境化学主要研究“末端”污染治理技术,而绿色化学则从源头上防止污染或最大限度地减少污染的排放。其鲜明的特点是①采用无毒、无害的原材料;②具有
原子经济性,即对目标产物的高选择性,甚至实现零排放;③要求在无毒、无害、安全的反应条件下进行化学过程;④其产品在使用和回归环境过程中,对环境是友好的。因此,绿色化学不仅可以防止环境污染,更能提高资源和能源的利用率,提高化工过程的经济效益,是化学工业可持续发展的技术基础,是更高层次的化学,是人类用环境生态危机的巨大代价换取的新认识。绿色化学是当今国家化学研究的前沿之一。
二.绿色化学的研究内容
(1)反应的绿色化。对“原子经济”反应进行开发就是指反应的绿色化,“原子经济性”是绿色化学的重要组成部分,同时也是其核心与基础内容之一,主要是是对反应物中的每一个原子进行最大限度的利用。存在于原料分子中的任意一个原子实现被高效有机合成最大限度的应用就可促使零排放目标得以实现,注意其需要实现与目标分子的有机结合。(2)催化剂的绿色化硫酸、HF和碱等是传统有机反应所使用的主要催化剂,这对液体会对设备造成相当严重的腐蚀,同时给人体健康带来危害,在反应过程中所产生的废渣会对生态环境造成较大的污染。为在真正意义上促使化学反应实现绿色化的目标,必须各种形式化学催化以及生物催化的使用,人们正不断加大力度对分子筛、超强酸、离子交换树脂等催化剂进行研究,这也可作为一种全新的工艺服务于社会。
三.绿色化学技术的分类
1.生物技术。生物技术主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程,其最大特点在于能充分利用生物质资源,节约能源,实现清洁生产,并且实现一般化工技术难以实现的化工过程。
2.催化技术。化学工艺实现的基础与前提就是催化剂,这可在一定程度上说明催化剂的重要性,现行的化工产品生产都需要得到催化反应技术的支撑,酶催化以及纳米催化技术也可对其进行直观反应。
3.膜技术。膜的分离技术与催化技术组成了膜技术,主要包含微滤、超滤、渗析、液膜以及渗透蒸发等。其特点为低成本、低耗能、零污染以及高效率等,同时,“超平衡”状态可在膜催化反应中实现,提高化学反应的选择性以及原料转化率,节约资源与减少污染同时达到。
4.微波技术。
微波加热用于某些化学反应时,反应速度比采用传统加热方式快。微波应用于有机合成,能大大加快化学反应速率,缩短反应时间,特别是以无机固体物为载体的无溶剂的微波有机合成反应,操作简便,溶剂用量少。产物易于分离,产率高。在无机合成中,微波主要用于烧结合成和水热合成。
5.超声波技术。超声波技术在降解有机污染物的应用中十分广泛,在声波在足够强的疏松半周期内,液相分子间吸引力被破坏形成空化核,此物质在爆炸时会形成具有强烈冲击力的射流,对所有有机物造成化学键断裂、高温分解甚至自 由基反应,从而达到降解水中有机污染物的效果。
四.绿色化学技术在环境污染治理与保护中的应用
1.大气污染治理
大气污染直接关系着人类的日常生活环境,因此必须尽快加以治理。在进行大气污染治理的时候,需要积极关注煤燃烧产生的二氧化硫引发的污染, 并充分利用绿色化学技术将其全面消除。首先,可以在煤炭燃烧前,进行脱硫处理,以此实现污染前期的预防控制。其次,可以在煤炭燃烧过程中,或燃烧后,分别进行固硫和烟气脱硫处理。利用生物浸出法、表面处理浮选与微生物絮凝法,将煤炭燃烧过程中所产生的二氧化硫进行多元化脱硫和消硫,以此实现化工原料生产应用的绿色化生产。
2.在水污染控制中的应用
2.1工业及城市生活废水
目前, 工业及城市生活废水是我国水环境污染的污染源之一。 随着生产规模的不断扩大及工业技术的飞速发展, 含有高浓度有机废水的污染源日益增多。 零排污水处理技术是以“绿色化学”为基础的新概念,从始端、终端和中间过程杜绝污染产生的新思路,能够最大限度地节水和彻底解决水污染的新技术,代表了21世纪水处理技术的发展方向。国内研究开发的热水锅炉零排污技术可避免再生废盐水、煮炉水,启用冲洗水,停用冲洗水、连续排污水、定期排污水等废水排放,实现了零排放。蒸汽锅炉零排污技术的研究也在进行。
2.2农药污染
我国目前生产的农药多为高毒品种,生产过程也有公害。随着“绿色食品”的兴起,人们对无公害的“绿色农药”的要求也越来越迫切。新型的绿色农药主要有生物农药、现代化学农药、光活化农药等,这些农药将取代传统的化学农药而大大减少环境污染。
3.固体废弃物治理
固体废弃物的来源十分多元化,即化工企业生产废弃物、城市生活垃圾、白色污染、矿山废弃物等,对于不同来源渠道和废弃物的形式,采取与之相适应的、科学的处理方式方法加以治理,这也是绿色化学技术的一大研究部分。对于化工企业生产废弃物,通过对废弃物的构成进行详细分析,采取有效的消解处理技术,有效消除污染物对环境的破坏。而城市生活垃圾,需要通过利用固体废弃物电离化技术和热分选煤气化技术进行解除和治理。白色污染物,需要通过深人探究可生物降解类塑料,从根本上消除白色污染。矿山废弃物治理,主要是采用生物浸出和非氰化法提取技术,对污染重金属进行提取和回收处理。
4.噪音污染治理应用
噪音污染同样属于环境污染,会直接干扰人们日常的生活。特别是机动车、娱乐、工程建设和工业生产所产生的噪声。以上类型的噪声会影响人们的生活,严重的还会对人体健康带来威胁。为此,要利用绿色化学技术加以处理,通过对隔音设备与吸音环保材料的运用,创建专业隔音区域,或者是对噪声的源头进行必要控制,均可对噪音加以治理。
结语:
总而言之,当前我国经济正处于发展阶段过程中,加强环境治理与保护力度是推进生态文明建设战略目标实现的关键驱动力,因此务必要注重深化绿色化学技术的研究与开发,从源头遏制工业生产与社会生活中污染物的产生,以此提高环境治理与保护水平,从而进一步实现人与自然的协同发展。
参考文献
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