綠色化學(xué)技術(shù)在環(huán)境污染治理與保護(hù)中的應(yīng)用

呂雅楠

（武警工程大學(xué)，陜西西安 710086）

傳統(tǒng)化學(xué)可以通過不同的反應(yīng)制備相應(yīng)的材料或物質(zhì)，但是在應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)資源過度消耗或者污染環(huán)境等問題，而綠色化學(xué)是對傳統(tǒng)化學(xué)技術(shù)的革新，可以實現(xiàn)綠色環(huán)保的反應(yīng)過程，在應(yīng)用過程中可以減少或者避免應(yīng)用污染性材料，降低甚至消除反應(yīng)期間的污染，甚至將其應(yīng)用到特定場合還可以消除污染物，起到保護(hù)環(huán)境的作用。

1 綠色化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

綠色化學(xué)可以有效處理環(huán)境中的水污染、大氣污染以及固體垃圾污染等問題，相對其他治理手段具有更高的優(yōu)勢。首先，綠色化學(xué)治理污染的效率更高，可以快速處理水污染、空氣污染等源頭，不僅保住了效率也降低了污染影響范圍，有效提升了污染治理質(zhì)量。其次，相對其他污染治理方式而言，綠色化學(xué)的應(yīng)用成本更低，可以在使用較少資源的情況下對材料進(jìn)行處理，降低其使用過程中產(chǎn)生的污染，還可以對應(yīng)用過的材料進(jìn)行二次處理，實現(xiàn)對資源的重復(fù)利用。在技術(shù)應(yīng)用過程中，綠色化學(xué)技術(shù)不容易受到技術(shù)設(shè)備的限制，可以有效避免治理污染期間可能產(chǎn)生的二次污染，對于治理污染效率的提升具有重要意義。最后，綠色化學(xué)這一技術(shù)更容易貼合人們的污染處理要求，對于傳統(tǒng)污染的處理具有極大的效果，可以快速在各行業(yè)中得到推廣，促進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范化發(fā)展。

2 綠色化學(xué)技術(shù)的類型

國內(nèi)對于綠色化學(xué)的技術(shù)研究相對國外發(fā)達(dá)國家起步較晚，各研究院、高校、專業(yè)部門或企業(yè)對于綠色化學(xué)的研究依然存在較多不足之處。由于環(huán)境污染日益嚴(yán)重，國家更加重視可持續(xù)發(fā)展，開始投入更多的資金用于環(huán)境保護(hù)工作。當(dāng)前，國內(nèi)在綠色化學(xué)的技術(shù)研究方面雖然存在欠缺，但也取得了一定的成效，并且將部分技術(shù)應(yīng)用到了相關(guān)的污染治理工作之中，下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1 催化技術(shù)

催化技術(shù)屬于化學(xué)專業(yè)中的常用技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)之中得到廣泛應(yīng)用，可以有效提升反應(yīng)效率，為材料制備等工作提供高效助力。將催化技術(shù)應(yīng)用到污染治理工作之中，企業(yè)在生產(chǎn)過程中可以更高效地實現(xiàn)對污染物的排放控制。酶催化、納米催化以及光催化是現(xiàn)階段常用的催化技術(shù)。其中，酶催化技術(shù)相對普通催化技術(shù)具有更高的催化效率，是普通催化反應(yīng)效率的100倍以上，其技術(shù)應(yīng)用對于環(huán)境要低，不容易在催化過程中受到外界條件的擾動，應(yīng)用范圍相對較廣；光催化技術(shù)應(yīng)用過程中不易對環(huán)境造成二次污染，氧化能力較強；納米催化對于各類環(huán)境的污染治理都適用，可以快速解決水污染、空氣污染以及固體垃圾等污染問題。

2.2 膜技術(shù)

膜技術(shù)是一種常用的污染治理技術(shù)，這一技術(shù)主要分為膜催化以及膜分離兩種類型。其中，膜分離主要包括滲析、微濾、液膜以及超濾等技術(shù)類型，相對其他技術(shù)具有更高的經(jīng)濟(jì)性，而且在技術(shù)應(yīng)用期間極少產(chǎn)生污染而且對于資源的損耗較少。膜催化對于化學(xué)反應(yīng)的過程具有一定的促進(jìn)效果，可以有效平衡各反應(yīng)的開展情況，降低過程中的資源損耗，避免原料反應(yīng)不徹底產(chǎn)生較多的污染物。

2.3 微波等離子技術(shù)

微波等離子技術(shù)具有較快的反應(yīng)效率，操作方式更加簡單，可以通過等離子將污染物轉(zhuǎn)化成無污染或者可以再利用的物質(zhì)，有效提升資源的利用效率并降低環(huán)境污染，對于實現(xiàn)污染物零排放這一目標(biāo)具有重要作用。

2.4 其他技術(shù)

生物化學(xué)技術(shù)是綠色化學(xué)的一個重要方向，可以通過在基因或細(xì)胞層面的技術(shù)應(yīng)用有效提升對污染物的治理效率。超聲波技術(shù)可以全面實現(xiàn)對有機(jī)物的降解處理，將其與高溫分解這一反應(yīng)相結(jié)合可以大幅度提升處理污染物的效率。

3 綠色化學(xué)技術(shù)在環(huán)境污染治理與保護(hù)中的具體應(yīng)用

3.1 在水污染治理與保護(hù)中的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)、化學(xué)實驗、城市居民生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的對環(huán)境有害的污水，綠色化學(xué)技術(shù)作為一種高效率、低能耗的技術(shù)可以有效降解或濾除污水中的污染物，避免將污染物排放到外界河流等區(qū)域。

綠色化學(xué)技術(shù)治理水污染的效果良好，而超濾技術(shù)是其中的佼佼者，治理水污染的效果較為顯著。這一技術(shù)通過鋁膜這一微孔結(jié)構(gòu)材料實現(xiàn)對污染物的高效分離，能夠讓污水中的水正常通過，而其中的污染物則會從中分離，實現(xiàn)污染凈化的目標(biāo)。超濾技術(shù)的應(yīng)用效果關(guān)鍵在于濾波的質(zhì)量，通過技術(shù)研究對濾波的孔道結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理，可以進(jìn)一步提升水污染的治理效果。

工業(yè)廢水中蘊含著大量對河流水質(zhì)存在污染的材料，如重金屬、酸堿鹽或者放射性物質(zhì)，這些材料物質(zhì)對于融入河流，對于植被、周邊居民以及水中生物的健康成長存在極大的危害，通過綠色化學(xué)技術(shù)可以將工業(yè)廢水中的污染性物質(zhì)分離出來，實現(xiàn)對資源二次利用的同時也可以降低廢水對于環(huán)境的污染。傳統(tǒng)的污染治理技術(shù)研究水平較低，難以高質(zhì)量地提煉出廢水中的污染性物質(zhì)，或者處理過程需要消耗大量的資金，導(dǎo)致企業(yè)難以負(fù)擔(dān)治理成本，這也導(dǎo)致企業(yè)往往為了經(jīng)濟(jì)效益而忽略對于污水的治理工作。隨著綠色化學(xué)技術(shù)研究的不斷深入，當(dāng)前處理工業(yè)廢水的技術(shù)研究已經(jīng)取得一定成效。一方面，企業(yè)可以使用更加清潔環(huán)保的材料取得以往的高污染性材料，降低工業(yè)廢水的產(chǎn)出數(shù)量和治理難度，避免消耗較多的污染治理資金。另一方面，企業(yè)可以通過綠色化學(xué)技術(shù)研究的相關(guān)材料或設(shè)備更快地實現(xiàn)對重金屬、酸堿鹽或者放射性物質(zhì)的處理，提升資源利用率的同時降低對于環(huán)境的污染。

綠色化學(xué)技術(shù)可以實現(xiàn)對于廢水中污染物的高效濾除，也可以通過反應(yīng)將其中的資源分離出來進(jìn)行二次利用，還可以通過其他技術(shù)手段提升應(yīng)用效果。例如，技術(shù)人員可以將吸附改性技術(shù)、材料接枝技術(shù)以及材料共聚技術(shù)等提升超濾膜法的應(yīng)用效果，通過優(yōu)化濾波親水性能來提升污染處理能力。通過技術(shù)研究可以對傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)方式進(jìn)行改進(jìn)，降低污染產(chǎn)生的數(shù)量。例如，技術(shù)人員可以研究生物提取法或者非氰化法等方式進(jìn)行金礦提取，降低礦物開采過程中的污水產(chǎn)出。

3.2 在空氣污染治理與保護(hù)當(dāng)中的應(yīng)用分析

當(dāng)前空氣污染是我國環(huán)境污染中最主要的一種類型，其形成主要與工業(yè)生產(chǎn)未按標(biāo)準(zhǔn)控制廢氣中各類污染物的含量有關(guān)，這需要國家加強對工廠污染治理情況的監(jiān)督管控力度，督促企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，通過技術(shù)手段合理控制廢氣排放量，從源頭上降低污染物的產(chǎn)出。例如，酸雨的產(chǎn)生就是空氣污染的結(jié)果，部分工廠在燃煤的過程中未對原煤中硫或者燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的硫化物進(jìn)行處理，導(dǎo)致大量二氧化硫進(jìn)入到空氣之中，引發(fā)了酸雨問題。

針對硫化物對于空氣造成嚴(yán)重污染的問題，技術(shù)人員可以通過綠色化學(xué)技術(shù)解決。首先，工業(yè)生產(chǎn)期間排放大量硫化物的工廠需要正確認(rèn)識硫化物對于環(huán)境的危害以及當(dāng)前保護(hù)環(huán)境的緊迫性，合理應(yīng)用綠色化學(xué)對生產(chǎn)原料中的硫進(jìn)行加工處理，通過技術(shù)研究對脫硫技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，不斷提升技術(shù)應(yīng)用效率并降低成本損耗。其次，為了降低脫硫技術(shù)應(yīng)用期間的污染產(chǎn)出率，工廠可以積極應(yīng)用生物脫硫技術(shù)，合理選擇生物浸水、生物絮凝以及表面處理浮選等技術(shù)手段治理硫化物污染。最后，技術(shù)人員需要進(jìn)一步研究脫硫技術(shù)，將乳化反應(yīng)與脫硫技術(shù)相融合，提升硫化物的處理效率，降低污染物的排放處理。同時，技術(shù)人員也需要針對顆粒物等大氣污染物創(chuàng)新相應(yīng)的綠色化學(xué)處理技術(shù)，不斷為空氣污染治理工作提供技術(shù)支持。

3.3 在固體垃圾污染處理與保護(hù)當(dāng)中的應(yīng)用

當(dāng)前常見的固體垃圾污染主要包括城市垃圾、白色污染以及礦山污染等。其中，城市生活產(chǎn)生的固體垃圾主要有兩種治理方式，一種是填埋處理，一種是焚燒處理。填埋處理通過挖坑將部分可以降解的垃圾填入地下，通過土壤中微生物的長期處理達(dá)到降解的目的，這一處理方式的周期極長、資金投入多而且無法處理全部類型的垃圾，其處理效果相對較差。焚燒處理則是將城市生活產(chǎn)生的垃圾聚集起來，統(tǒng)一點燃焚燒，這種方法處理垃圾的效率極快，但是過程中會產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，將會對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，違背了治理環(huán)境污染的初衷，后續(xù)反而需要消耗更多的資源對所造成的空氣污染進(jìn)行治理。環(huán)境治理工作人員可以通過綠色化學(xué)技術(shù)對城市垃圾進(jìn)行處理，常用的有電離氣化法。通過這一技術(shù)可以在低成本消耗的情況下實現(xiàn)對垃圾的綠色環(huán)保處理，避免在過程中產(chǎn)生二次污染問題。

白色污染是城市垃圾中的一種重要類型，主要有塑料袋、餐盒等一次性廢棄材料，這類污染物在土壤中自然降解的速率極慢，大量堆積后會嚴(yán)重污染環(huán)境，甚至對周邊動物的健康成長產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。通過焚燒法可以快速將塑料袋等白色污染物快速處理，但是過程中會產(chǎn)生大量污染空氣的物質(zhì)。針對白色污染問題，可以通過綠色化學(xué)技術(shù)研究容易降解的環(huán)保塑料袋、餐盒或者利用紙盒、紙袋取代塑料制品，也可以通過技術(shù)研究獲取可以快速降解塑料的綠色化學(xué)產(chǎn)品，提升白色污染的治理效率。

礦山廢棄物主要是礦山開采過程中產(chǎn)生的廢礦堆積物，對于環(huán)境產(chǎn)生了較大的污染，這些廢棄物相對而言具有一定的價值，可以將其作為資源進(jìn)行再次利用。例如，石礦采掘過程中產(chǎn)生的碎石可以用于鋪路或工程建設(shè)。金礦等一些礦山在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生較多的污染物質(zhì)，技術(shù)人員可對其進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，選擇更環(huán)保的綠色化學(xué)技術(shù)，如無氰化金礦處理技術(shù)等，使其產(chǎn)生的污染物的概率和數(shù)量達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4 在噪聲污染治理中的應(yīng)用

噪聲污染是城市建設(shè)發(fā)展過程中經(jīng)常出現(xiàn)了一種污染類型，如工程建設(shè)、機(jī)車運行、工藝生產(chǎn)等對于人們的正常生活產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，甚至對身心健康造成嚴(yán)重危害。綠色化學(xué)技術(shù)在噪聲污染治理的過程中主要體現(xiàn)在材料制備方面，通過化學(xué)反應(yīng)制備相應(yīng)的隔音或吸音材料，可以有效隔絕噪聲，避免對外界環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，從而營造良好的城市環(huán)境。

3.5 在農(nóng)藥污染中的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中往往會產(chǎn)生雜草、蟲害等影響產(chǎn)出質(zhì)量和問題，農(nóng)民為了快速解決這些問題往往會噴灑農(nóng)藥。農(nóng)藥之中存在較多的毒性物質(zhì)，容易對周邊水源、土壤以及生物多樣性等產(chǎn)生危害。為了降低農(nóng)藥的危害，技術(shù)人員可以研究綠色化學(xué)技術(shù)獲取更環(huán)保的藥品來取代農(nóng)藥，大幅度降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染。同時，針對以往使用農(nóng)藥過程中對環(huán)境產(chǎn)生的污染，環(huán)保工作單位可以針對不同類型的農(nóng)業(yè)制備相應(yīng)的綠色化學(xué)材料，將其中殘留的污染物從水源、土壤中分離出來，降低其對于環(huán)境的危害。

4 結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前國家對于環(huán)境保護(hù)和污染治理的重視程度不斷增加，正在積極研究催化、微波等離子、膜分離以及生物化學(xué)等綠色環(huán)保的化學(xué)技術(shù)，當(dāng)前已經(jīng)將各類技術(shù)應(yīng)用在水污染、空氣污染、噪聲污染以及固體垃圾污染處理中取得一定的成效。后續(xù)相關(guān)部門需要投入更多的資金用于研究相關(guān)的綠色化學(xué)技術(shù)，為我國環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供更多的技術(shù)支持。