綠色化學技術及其在環(huán)境保護中的應用

（山東省臨沂一中，山東 臨沂 276000）

綠色化學技術及其在環(huán)境保護中的應用

劉洪瑞

（山東省臨沂一中，山東 臨沂 276000）

現代化學技術的研發(fā)與應用推動了社會經濟的迅猛發(fā)展，人們的物質經濟生活水平得到顯著提高。然而，傳統化學工業(yè)在創(chuàng)造巨大經濟效益的同時也帶來了極為嚴重的化工污染，對于人類健康和生態(tài)環(huán)境造成巨大破壞。為解決這一問題，綠色化學技術被納入到研發(fā)和應用當中，在環(huán)境保護工作中起到越來越突出的作用。本文首先簡述綠色化學技術理念，進而探討其主要研究內容，最后指出了其在環(huán)保當中的實際應用。

綠色化學技術；環(huán)境保護；應用

當前全球存在的環(huán)境問題很大部分原因來自于化學物質污染，尤其是化工業(yè)的廢物排放直接造成水源、空氣和固體物的嚴重破壞，威脅著人類的生存空間和身體健康。綠色化學技術的引入能夠從源頭上控制化工造成的污染，逐步緩解既有污染和潛在污染。隨著研究的不斷深入，其在環(huán)保工作中的應用也越來越廣泛。

一、綠色化學技術理念概述

綠色化學是一門從源頭上阻止污染的化學。所謂綠色化學技術，就是著眼于源頭到終端的化學污染控制，以原子經濟作為技術原則,在滿足既有的化工生產需求的同時，以新物質充分化學反應為途徑，消除污染和有害物排放，實現生產的可持續(xù)發(fā)展。在環(huán)境保護越來越受到重視的今天，綠色化學技術擺脫了傳統化學技術的諸多缺陷與不足，在改善資源浪費和環(huán)境污染等方面取得了巨大進展。先污染后治理的錯誤理念模式轉換為源頭上控制污染得到了實踐上的貫徹。因此，推廣和實施綠色化學是教育界一項極其重要的教學主題及實踐活動。

二、綠色化學技術的主要研究內容

1、化工原料

上世紀40年代以來，石油取代傳統的生物質成為主要的化學原料，其對于當時的工業(yè)發(fā)展和經濟發(fā)展起到了極大的推動作用，而現實表明，石油及煤化學工業(yè)同時帶來的還有對人類生存環(huán)境的巨大破壞，粗放式的化工應用直接將化工廢棄物排放出去，造成了大氣、水源等的極大污染。為改變這一現狀，科學家們致力于生物質的重新利用，使其逐步取代石油且能最大限度消除生物質化工應用帶來的環(huán)境破壞問題。其中，生物質所含淀粉能夠實現葡萄糖的簡易轉化，而纖維素則相對較難。以葡萄糖為原料能夠制得己二酸和鄰苯二酚等，如何實現致癌物質苯的去除便成為當前研究的重點內容。此外，氫氟酸和氯氣、甲醛等有毒化工原料的去除也是當前研究的重點。

2、反應溶劑

除化學原料之外，化工生產中的應用的反應溶劑也是造成環(huán)境污染的重要來源。如生產中的反應介質以及分離和配方中應用的溶劑，以揮發(fā)性有機化合物為代表。該反應溶劑在實際使用當中能夠實現化工原料的化學反應達到化工產品生產制造的目的，但同時也會引發(fā)水源的嚴重污染，也同樣造成地球臭氧層的破壞，導致地球溫室效應、全球變暖問題的日益嚴重。為此，科學家們將研究重點放在反應溶劑的去毒化和綠色化當中。選取無毒無害的反應溶劑來代替原有的揮發(fā)性有機化合物，當前的研究突破即以超臨界二氧化碳作溶劑，實現了化工生產中毒性的消除，且其相對價廉，保證了應用推廣的便捷性。

3、反應催化劑

化學合成催化劑的綠色化也是當前綠色化學技術的研究重點。催化劑的應用能夠提高化學反應產率并降低能耗，在化工生產中發(fā)揮著重要作用。就現今的研究重點來看，仿酶催化劑以及固體酸催化劑成為反應催化劑綠色化研究中的重點關注對象。酶催化反應的應用使得化工生產效率提高，且條件相對溫和，生產難度較低。而反應中采用天然酶則需面對其來源有限及變性失活可能性大的問題。為此，開展人工酶的研制即成為綠色化學研究的重要課題。同時，酸催化反應作為同等重要的化工生產工藝，其當前廣泛應用的酸催化劑多為液體催化劑，以三氯化鋁和硫酸、氫氟酸等為主，存在著危害人體和污染環(huán)境的嚴重問題，研發(fā)出替代的固體酸催化劑則成為該課題的研究重點。

三、綠色化學技術在環(huán)保中的應用

1、大氣污染治理中的應用

落實到實際的環(huán)保應用中，綠色化學技術主要關注于大氣、水以及固體廢棄物的污染問題。其中，大氣污染關系到人類日常呼吸生存環(huán)境，需要得到盡快的解決。而在對大氣污染進行研究治理時，關注煤燃燒產生的二氧化硫引發(fā)的污染并實現該污染的有效消除則需實際應用到綠色化學技術。一方面，可以在煤燃燒之前對其進行脫硫處理，實現污染前的防控治理，另一方面則可在燃燒過程以及燃燒之后分別進行固硫和煙氣脫硫處理。應用生物浸出法以及表面處理浮選與微生物絮凝法，對煤燃燒過程中產生的二氧化硫進行多樣脫硫、消硫，實現化工原料生產應用中的綠色化。

2、水污染治理中的應用

水資源是人類生存的重要資源，當前其污染源主要來自城市生活用水污染以及工業(yè)生產用水污染。對水污染的處理自上世紀70年代便已開始，當時主要采用循環(huán)冷卻水零排污技術，取得了一定治理成效。隨著技術研發(fā)的不斷深入，熱水鍋爐零排放技術相對更加成熟，已經能基本達到污水的零排放。在現今的研究成果應用中，以控制農業(yè)生產中農藥污染為目標的生物農藥、光活化農藥開發(fā)很大程度消除了農藥造成的水污染。同時，采取多技術的聯合，包括生物氧化和光、聲、磁、電、無毒藥劑氧化等處理手段的研發(fā)應用已經成為水污染處理的重點研究方向，多種技術的同步應用能夠更加立體地實現水污染的有效治理。

3、固體廢棄物治理中的應用

固體廢棄物的來源除化工企業(yè)生產帶來的生產廢物外，還包括城市生活垃圾、白色污染以及礦山廢棄物等，針對不同的來源途徑和廢棄物形式采取相應的科學處理方法也是綠色化學技術研究應用的重要課題。針對化工生產帶來的生產廢棄物，通過分析廢棄物組成采取對應的消解處理技術，消除其中污染物對于環(huán)境的破壞；針對城市生活垃圾則應用固體廢棄物電離化技術和熱分選煤氣化技術予以消解；白色污染物的治理主要為研究開發(fā)可生物降解類塑料，根源上消除白色污染；礦山廢棄物治理則采用生物浸出和非氰化法提取技術實現污染重金屬的提取和處理回收。

四、結語

面對當前的無染現狀開展的綠色化學技術研究是致力于人類生存環(huán)境治理和保護的重要技術內容，是需要傳統化學技術和現代發(fā)展理念共同應用的新興學科。在分析掌握當前環(huán)境污染和破壞源的同時，針對性地進行綠色化學技術研發(fā)，并逐步實現技術的普遍推廣，才能在保證社會經濟發(fā)展的同時消除環(huán)境破壞源，實現人類社會的可持續(xù)發(fā)展的長遠目標。

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（責任編輯：李 健）