淺議環境保護中超臨界流體技術的應用

張磊

（吉林省德惠市環境監測站吉林德惠 130300）

1 前言

隨著人類社會的不斷進步，許多國家和地區都意識到環境保護的重要性，并為保護環境制定了嚴格的措施。超臨界流體技術具有高效、經濟、實用、環保的優點，已經在生物技術、環境工程、化學工程等諸多領域廣泛推廣與應用。隨著這項新興技術的不斷發展，必將對人類環境的保護產生重大的影響。

2 超臨界流體技術

2.1 超臨界流體與超臨界流體技術

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、擴散性好、易于控制等優點[1]。超臨界流體技術是指通過改變流體的溫度和壓力，達到流體形態的臨界點，從而改變其物理化學性質，它具有密度小、粘度小、介電常數大、擴散系數大和分離效果好的特點。目前常用的超臨界流體技術有超臨界水氧化技術（SCWO）、超臨界流體萃取技術（SFE）、超臨界流體色譜技術（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。因為，CO2和H2O的化學結構穩定、安全系數高、達到超臨界狀態容易的特點，所以，在環境保護中CO2和H2O常作為超臨界流體，并得到廣泛的應用。

3 超臨界流體技術在環境保護中的應用

3.1 超臨界水氧化技術在環境保護中的應用

超臨界水氧化技術是以水作為超臨界流體來參與氧化反應，從而破壞有機物的手段，其具有無毒、高效、經濟、無需分離等優點，它的應用中參與的各種氧化劑如氧氣、臭氧、過氧化氫和空氣等等[2]。

超臨界水氧化技術常用來處理廢水，因為，被氧化及溶解在廢水中的有機污染物，若進行超臨界水氧化反應，污染物中的C和H元素將被氧化成H2O和CO2，其他金屬元素會轉化成鹽并發生沉淀，所以，廢水處理中應用超臨界水氧化技術能達到處理廢水中有機污染物的目的。同樣，超臨界水氧化技術也可以處理固體廢物，如工廠在生產過程中產生的污泥、有毒有機化工污染物等等。

3.2 超臨界流體萃取技術在環境保護中的應用

超臨界流體萃取技術是在超臨界條件下，以超臨界流體為溶劑與萃取物質充分接觸，將超臨界流體和萃取物質過濾出來，再通過改變溫度和壓力使得超臨界流體與萃取物質分離，達到萃取的目的，它具有快速、高效、簡易、經濟、安全等特點[3]。

超臨界流體萃取技術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，從經濟適用性來說，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被污染物行充分的吸附，并將吸附劑和污染物的混合物過濾出來，再通過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，其經濟性、實用性和簡易性均優于傳統的污染物處理方法，并且污染物能得到合理的回收。

3.3 超臨界流體色譜技術在環境保護中的應用

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

隨著社會的不斷進步，人們對居住的環境和自身的健康日益重視，對居住的環境質量也提出了更高的要求。超臨界流體色譜技術的主要應用于環境的監測，就是利用超臨界流體色譜技術對環境的質量做有效的分析和評估，以實現對環境質量的監督，為改善環境質量提供有效依據。

4 小結

總之，超臨界流體技術在環保領域得到廣泛的應用，與其具有高效、經濟、實用、環保的優點是密不可分的。這項新技術有著很多優點，但由于該技術水平較高，因此對工業環境和設備質量的要求也較高，這樣就需要技術與設備必須匹配。同時，在社會和科技的不斷發展中，我們也應該清楚地認識到超臨界流體技術也需要不斷進步和完善，要對其不斷深入研究，讓臨界流體技術為社會進步和環境保護帶來更大的影響。

[1]楊薇.超臨界流體技術在環境保護領域中的應用[J].城市建設理論究,2012,12(6):56-57.

[2]劉俊超.臨界流體技術及其在環境保護中的應用[J].科技信息,2009,29(10)356-357.

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

[4]羅曉星,鄭永春.超臨界流體中化學反應的特性和應用[J].青海師范大學學報(自然科學版),2003,18(1)57-58.