绿色化学技术在环境污染治理中应用

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绿色化学技术在环境污染治理中应用

摘要:前期工业化发展过程中对于环境造成了严重的污染,现阶段在可持续发展目标的要求下,国家更加重视对于环境的保护工作,开始投入更多的资金用于污染治理。经过研究发现,绿色化学治理环境污染的效果较高,其中涉及的催化技术、微波技术、生物化学技术以及膜技术等对于治理空气、水以及固体垃圾污染等具有重要作用,可以大幅度提升治理污染的效率,有效提升环境质量。

关键词:绿色化学;技术应用;污染治理

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。

1绿色化学技术的应用优势

绿色化学可以有效处理环境中的水污染、大气污染以及固体垃圾污染等问题,相对其他治理手段具有更高的优势。首先,绿色化学治理污染的效率更高,可以快速处理水污染、空气污染等源头,不仅保住了效率也降低了污染影响范围,有效提升了污染治理质量。其次,相对其他污染治理方式而言,绿色化学的应用成本更低,可以在使用较少资源的情况下对材料进行处理,降低其使用过程中产生的污染,还可以对应用过的材料进行二次处理,实现对资源的重复利用。在技术应用过程中,绿色化学技术不容易受到技术设备的限制,可以有效避免治理污染期间可能产生的二次污染,对于治理污染效率的提升具有重要意义。最后,绿色化学这一技术更容易贴合人们的污染处理要求,对于传统污染的处理具有极大的效果,可以快速在各行业中得到推广,促进技术应用的规范化发展。

2绿色化学技术的类型

国内对于绿色化学的技术研究相对国外发达国家起步较晚,各研究院、高校、专业部门或企业对于绿色化学的研究依然存在较多不足之处。由于环境污染日益严重,国家更加重视可持续发展,开始投入更多的资金用于环境保护工作。当前,国内在绿色化学的技术研究方面虽然存在欠缺,但也取得了一定的成效,并且将部分技术应用到了相关的污染治理工作之中,下面进行详细介绍。

2.1催化技术。催化技术属于化学专业中的常用技术,在工业生产之中得到广泛应用,可以有效提升反应效率,为材料制备等工作提供高效助力。将催化技术应用到污染治理工作之中,企业在生产过程中可以更高效地实现对污染物的排放控制。酶催化、纳米催化以及光催化是现阶段常用的催化技术。其中,酶催化技术相对普通催化技术具有更高的催化效率,是普通催化反应效率的100倍以上,其技术应用对于环境要低,不容易在催化过程中受到外界条件的扰动,应用范围相对较广;光催化技术应用过程中不易对环境造成二次污染,氧化能力较强;纳米催化对于各类环境的污染治理都适用,可以快速解决水污染、空气污染以及固体垃圾等污染问题。

2.2膜技术。膜技术是一种常用的污染治理技术,这一技术主要分为膜催化以及膜分离两种类型。其中,膜分离主要包括渗析、微滤、液膜以及超滤等技术类型,相对其他技术具有更高的经济性,而且在技术应用期间极少产生污染而且对于资源的损耗较少。膜催化对于化学反应的过程具有一定的促进效果,可以有效平衡各反应的开展情况,降低过程中的资源损耗,避免原料反应不彻底产生较多的污染物。

2.3微波等离子技术。微波等离子技术具有较快的反应效率,操作方式更加简单,可以通过等离子将污染物转化成无污染或者可以再利用的物质,有效提升资源的利用效率并降低环境污染,对于实现污染物零排放这一目标具有重要作用。

2.4其他技术。生物化学技术是绿色化学的一个重要方向,可以通过在基因或细胞层面的技术应用有效提升对污染物的治理效率。超声波技术可以全面实现对有机物的降解处理,将其与高温分解这一反应相结合可以大幅度提升处理污染物的效率。

3绿色化学技术在环境污染治理与保护中的具体应用

3.1在水污染治理与保护中的应用。在工业生产、化学实验、城市居民生活、农业生产过程中会产生大量的对环境有害的污水,绿色化学技术作为一种高效率、低能耗的技术可以有效降解或滤除污水中的污染物,避免将污染物排放到外界河流等区域。绿色化学技术治理水污染的效果良好,而超滤技术是其中的佼佼者,治理水污染的效果较为显著。这一技术通过铝膜这一微孔结构材料实现对污染物的高效分离,能够让污水中的水正常通过,而其中的污染物则会从中分离,实现污染净化的目标。超滤技术的应用效果关键在于滤波的质量,通过技术研究对滤波的孔道结构进行优化处理,可以进一步提升水污染的治理效果。工业废水中蕴含着大量对河流水质存在污染的材料,如重金属、酸碱盐或者放射性物质,这些材料物质对于融入河流,对于植被、周边居民以及水中生物的健康成长存在极大的危害,通过绿色化学技术可以将工业废水中的污染性物质分离出来,实现对资源二次利用的同时也可以降低废水对于环境的污染。传统的污染治理技术研究水平较低,难以高质量地提炼出废水中的污染性物质,或者处理过程需要消耗大量的资金,导致企业难以负担治理成本,这也导致企业往往为了经济效益而忽略对于污水的治理工作。随着绿色化学技术研究的不断深入,当前处理工业废水的技术研究已经取得一定成效。一方面,企业可以使用更加清洁环保的材料取得以往的高污染性材料,降低工业废水的产出数量和治理难度,避免消耗较多的污染治理资金。另一方面,企业可以通过绿色化学技术研究的相关材料或设备更快地实现对重金属、酸碱盐或者放射性物质的处理,提升资源利用率的同时降低对于环境的污染。绿色化学技术可以实现对于废水中污染物的高效滤除,也可以通过反应将其中的资源分离出来进行二次利用,还可以通过其他技术手段提升应用效果。例如,技术人员可以将吸附改性技术、材料接枝技术以及材料共聚技术等提升超滤膜法的应用效果,通过优化滤波亲水性能来提升污染处理能力。通过技术研究可以对传统的工业生产方式进行改进,降低污染产生的数量。例如,技术人员可以研究生物提取法或者非氰化法等方式进行金矿提取,降低矿物开采过程中的污水产出。

3.2在空气污染治理与保护当中的应用分析。当前空气污染是我国环境污染中最主要的一种类型,其形成主要与工业生产未按标准控制废气中各类污染物的含量有关,这需要国家加强对工厂污染治理情况的监督管控力度,督促企业优化生产工艺,通过技术手段合理控制废气排放量,从源头上降低污染物的产出。例如,酸雨的产生就是空气污染的结果,部分工厂在燃煤的过程中未对原煤中硫或者燃烧反应产生的硫化物进行处理,导致大量二氧化硫进入到空气之中,引发了酸雨问题。针对硫化物对于空气造成严重污染的问题,技术人员可以通过绿色化学技术解决。首先,工业生产期间排放大量硫化物的工厂需要正确认识硫化物对于环境的危害以及当前保护环境的紧迫性,合理应用绿色化学对生产原料中的硫进行加工处理,通过技术研究对脱硫技术进行优化改进,不断提升技术应用效率并降低成本损耗。其次,为了降低脱硫技术应用期间的污染产出率,工厂可以积极应用生物脱硫技术,合理选择生物浸水、生物絮凝以及表面处理浮选等技术手段治理硫化物污染。最后,技术人员需要进一步研究脱硫技术,将乳化反应与脱硫技术相融合,提升硫化物的处理效率,降低污染物的排放处理。同时,技术人员也需要针对颗粒物等大气污染物创新相应的绿色化学处理技术,不断为空气污染治理工作提供技术支持。

3.3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。白色污染是城市垃圾中的一种重要类型,主要有塑料袋、餐盒等一次性废弃材料,这类污染物在土壤中自然降解的速率极慢,大量堆积后会严重污染环境,甚至对周边动物的健康成长产生严重威胁。通过焚烧法可以快速将塑料袋等白色污染物快速处理,但是过程中会产生大量污染空气的物质。针对白色污染问题,可以通过绿色化学技术研究容易降解的环保塑料袋、餐盒或者利用纸盒、纸袋取代塑料制品,也可以通过技术研究获取可以快速降解塑料的绿色化学产品,提升白色污染的治理效率。矿山废弃物主要是矿山开采过程中产生的废矿堆积物,对于环境产生了较大的污染,这些废弃物相对而言具有一定的价值,可以将其作为资源进行再次利用。例如,石矿采掘过程中产生的碎石可以用于铺路或工程建设。金矿等一些矿山在生产过程中会产生较多的污染物质,技术人员可对其进行技术优化,选择更环保的绿色化学技术,如无氰化金矿处理技术等,使其产生的污染物的概率和数量达到环保标准要求。

3.4在噪声污染治理中的应用。噪声污染是城市建设发展过程中经常出现了一种污染类型,如工程建设、机车运行、工艺生产等对于人们的正常生活产生了严重影响,甚至对身心健康造成严重危害。绿色化学技术在噪声污染治理的过程中主要体现在材料制备方面,通过化学反应制备相应的隔音或吸音材料,可以有效隔绝噪声,避免对外界环境产生严重的干扰,从而营造良好的城市环境。

3.5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结束语

综上所述,当前国家对于环境保护和污染治理的重视程度不断增加,正在积极研究催化、微波等离子、膜分离以及生物化学等绿色环保的化学技术,当前已经将各类技术应用在水污染、空气污染、噪声污染以及固体垃圾污染处理中取得一定的成效。后续相关部门需要投入更多的资金用于研究相关的绿色化学技术,为我国环境保护和可持续发展提供更多的技术支持。

参考文献

[1]江婷,朱慧君.绿色化学技术在环境污染治理与保护中的应用[J].生物化工,2019(02).

[2]张莉.绿色化学技术在环境污染治理与保护中的应用[J].环境与发展,2019(02).

[3]高舒乐,刘丹丹.绿色化学技术在环境污染治理与保护中的应用[J].科技创新导报,2018(08).

作者:吕雅楠 单位:武警工程大学