淺議環(huán)境保護(hù)中超臨界流體技術(shù)的應(yīng)用

張磊

（吉林省德惠市環(huán)境監(jiān)測(cè)站吉林德惠 130300）

1 前言

隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，許多國(guó)家和地區(qū)都意識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性，并為保護(hù)環(huán)境制定了嚴(yán)格的措施。超臨界流體技術(shù)具有高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在生物技術(shù)、環(huán)境工程、化學(xué)工程等諸多領(lǐng)域廣泛推廣與應(yīng)用。隨著這項(xiàng)新興技術(shù)的不斷發(fā)展，必將對(duì)人類環(huán)境的保護(hù)產(chǎn)生重大的影響。

2 超臨界流體技術(shù)

2.1 超臨界流體與超臨界流體技術(shù)

超臨界流體(Supercritical Fluid,SCF)是一種被加熱和壓縮后在臨界溫度與壓力之上的流體，它具有溶解性強(qiáng)、擴(kuò)散性好、易于控制等優(yōu)點(diǎn)[1]。超臨界流體技術(shù)是指通過(guò)改變流體的溫度和壓力，達(dá)到流體形態(tài)的臨界點(diǎn)，從而改變其物理化學(xué)性質(zhì)，它具有密度小、粘度小、介電常數(shù)大、擴(kuò)散系數(shù)大和分離效果好的特點(diǎn)。目前常用的超臨界流體技術(shù)有超臨界水氧化技術(shù)（SCWO）、超臨界流體萃取技術(shù)（SFE）、超臨界流體色譜技術(shù)（SFC）。

2.2 常用的超臨界流體

目前，在常用的超臨界流體有CO2、H2O、甲醇、甲烷、氨、乙烷、乙烯等等。因?yàn)?，CO2和H2O的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全系數(shù)高、達(dá)到超臨界狀態(tài)容易的特點(diǎn)，所以，在環(huán)境保護(hù)中CO2和H2O常作為超臨界流體，并得到廣泛的應(yīng)用。

3 超臨界流體技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

3.1 超臨界水氧化技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

超臨界水氧化技術(shù)是以水作為超臨界流體來(lái)參與氧化反應(yīng)，從而破壞有機(jī)物的手段，其具有無(wú)毒、高效、經(jīng)濟(jì)、無(wú)需分離等優(yōu)點(diǎn)，它的應(yīng)用中參與的各種氧化劑如氧氣、臭氧、過(guò)氧化氫和空氣等等[2]。

超臨界水氧化技術(shù)常用來(lái)處理廢水，因?yàn)?，被氧化及溶解在廢水中的有機(jī)污染物，若進(jìn)行超臨界水氧化反應(yīng)，污染物中的C和H元素將被氧化成H2O和CO2，其他金屬元素會(huì)轉(zhuǎn)化成鹽并發(fā)生沉淀，所以，廢水處理中應(yīng)用超臨界水氧化技術(shù)能達(dá)到處理廢水中有機(jī)污染物的目的。同樣，超臨界水氧化技術(shù)也可以處理固體廢物，如工廠在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污泥、有毒有機(jī)化工污染物等等。

3.2 超臨界流體萃取技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

超臨界流體萃取技術(shù)是在超臨界條件下，以超臨界流體為溶劑與萃取物質(zhì)充分接觸，將超臨界流體和萃取物質(zhì)過(guò)濾出來(lái)，再通過(guò)改變溫度和壓力使得超臨界流體與萃取物質(zhì)分離，達(dá)到萃取的目的，它具有快速、高效、簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)、安全等特點(diǎn)[3]。

超臨界流體萃取技術(shù)在處理污染物的方式有兩種，一種是直接法，就是將超臨界流體直接接觸被污染物并清除其污染成分。直接法適用于固體廢物和廢水，并具有很好的清除效果，但直接法的成本較高，從經(jīng)濟(jì)適用性來(lái)說(shuō)，直接法更適用于污染程度較高的廢水或者固體廢物。另外一種是間接法，就是先使用吸附劑對(duì)被污染物行充分的吸附，并將吸附劑和污染物的混合物過(guò)濾出來(lái)，再通過(guò)超臨界流體萃取將吸附劑與污染物分離，從而收集到污染物。間接法適用于能充分與吸附劑接觸的廢氣或者廢水，其經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和簡(jiǎn)易性均優(yōu)于傳統(tǒng)的污染物處理方法，并且污染物能得到合理的回收。

3.3 超臨界流體色譜技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

超臨界流體色譜技術(shù)是控制在一定的溫度和壓力下流體成為流動(dòng)相，使其粘度大小、擴(kuò)散系數(shù)、萃取能力更接近氣體和液體，最后并使溶質(zhì)色譜分離，即是利用氣、液相流動(dòng)能力不同的一種分離方法[4]。

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)居住的環(huán)境和自身的健康日益重視，對(duì)居住的環(huán)境質(zhì)量也提出了更高的要求。超臨界流體色譜技術(shù)的主要應(yīng)用于環(huán)境的監(jiān)測(cè)，就是利用超臨界流體色譜技術(shù)對(duì)環(huán)境的質(zhì)量做有效的分析和評(píng)估，以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)督，為改善環(huán)境質(zhì)量提供有效依據(jù)。

4 小結(jié)

總之，超臨界流體技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，與其具有高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)是密不可分的。這項(xiàng)新技術(shù)有著很多優(yōu)點(diǎn)，但由于該技術(shù)水平較高，因此對(duì)工業(yè)環(huán)境和設(shè)備質(zhì)量的要求也較高，這樣就需要技術(shù)與設(shè)備必須匹配。同時(shí)，在社會(huì)和科技的不斷發(fā)展中，我們也應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到超臨界流體技術(shù)也需要不斷進(jìn)步和完善，要對(duì)其不斷深入研究，讓臨界流體技術(shù)為社會(huì)進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)帶來(lái)更大的影響。

[1]楊薇.超臨界流體技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論究,2012,12(6):56-57.

[2]劉俊超.臨界流體技術(shù)及其在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J].科技信息,2009,29(10)356-357.

[3]陶小工,梅成效,王挺.超臨界流體技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用研究[J].化工礦物與加工,2003,23(4)102-103.

[4]羅曉星,鄭永春.超臨界流體中化學(xué)反應(yīng)的特性和應(yīng)用[J].青海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003,18(1)57-58.