綠色化學在環境保護中的應用分析

李世海

（新疆綠佳源環保科技有限公司新疆烏魯木齊830000）

0 概述

以往傳統化學工業在為經濟社會發展創造巨大經濟效益的同時，也給人類環境帶來較大影響，目前全球十大環境問題都直接或間接的與化學物質污染有著相當的關聯度。化學物導致的環境污染占到總環境污染的80%-90%，我國化工業排放的“三廢”占到全國工業污染物排放量的22.5%、7.82%和5.93%。如何有效降低化工生產過程中對環境的破壞程度，減少對環境的影響一直是人們探究的問題。“綠色化學”的誕生和發展對解決此類問題提供了很好的解決途徑。

綠色化學又稱環境無害化學（Environmentally Benign Chemistry）、環境友好化學（Environmentally Friendly Chemistry）、清潔化學（Clean Chemistry)。綠色化學即用化學的技術和方法減少或停止那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產物、副產物等的使用與產生[1]，從源頭上消除化工污染。

1 綠色化學的特點及內容

1.1 綠色化學特點

綠色化學的最大特點就是它在生產之初就把預防污染作為首要考慮，因此在生產的過程和終端實現了近似零污染或零排放的良好效果。具體表現在“五R”，即，Rejection(拒絕使用)，有毒有害的污染原料禁止在生產中使用；Recycle（循環），化工生產的廢棄物回收再利用，重新參與到生產過程中，體現節約理念；Reduction(減排)，也就是在生產過程中減少“三廢”的排放量；Regeneration（再生），變廢為寶，采用先進技術將“三廢”處理回用，作為新的生產環節中的原料；Reuse(重新使用)，將生產過程中的溶劑等原料持續性利用，降低成本和原料的消耗。

1.2 綠色化學研究內容

1.2.1 反應催化劑

在化工生產過程中，絕大多數都會見到催化劑的身影。當前對催化劑的綠色化研究主要集中在固體酸催化劑和仿酶催化劑方面。化工生產過程中使用的酸催化反應主要是硫酸、氫氟酸，以及三氧化鋁等液體酸催化劑，這些催化劑的使用會對生產設備產生較大腐蝕性，應推廣使用雜多酸、固體超強酸等固體酸催化劑；天然酶易變且對環境敏感，因此，開發與酶具有相似功能甚至更優越的人工酶已成為綠色化學研究的重要課題之一[2]，目前生產中已厭倦出使用咪唑環番仿生體系模擬硫胺素酶取代氰化鈉催化劑。

1.2.2 反應溶劑

目前在化工生產中普遍使用的是揮發性有機化合物，容易造成水源污染。研制綠色、無毒無害溶劑便成為綠色化學一大研究內容。開發超臨界流體（SF）技術，尤其是超臨界二氧化碳溶劑便是綠色化學研究領域的一個主攻領域，采用這種超臨界的二氧化碳替代有機溶劑應用于涂料、油漆的噴霧劑和泡沫塑料發泡劑都取得了顯著經濟效益和環境效益。

1.2.3 化工原料

當前，95%以上的有機化學品來自石油，以石油作為化工原料對環境的負面影響是顯見的，因此，許多科研工作者開始尋找生物質（Biomass）來替代石油作為化工原料，生物質主要是由淀粉和纖維素組成，淀粉容易轉化為葡萄糖，而纖維通過纖維酶轉化為葡萄糖難度較大，目前從合成的大量有機原料中去除苯是綠色化學主要研究目標。平時也要主要盡量少用氫氟酸、氫氰酸等有毒原料。

2 綠色化學在環保中的技術應用

2.1 水污染防治中的應用

城市及工業污水是水環境主要污染源，始于上世紀70年代的循環冷卻水零排污技術便是“綠色化學”理念為基礎，目前采用的熱水鍋爐零排放技術也可以實現污水的零排放。此外，生物農藥、光活化農藥的研究大大減少了環境污染；未來，開發高效、低毒、低能耗、不造成二次污染的水處理技術，特別是光、聲、磁、電、無毒藥劑氧化、生物氧化等多種手段聯用的新型綠色技術將成為水處理技術研究的熱點和方向[3]。

2.2 大氣污染防治中的應用

大氣污染主要是SO2的污染，而SO2又主要來自煤中的硫化物燃燒后排放到空氣中的污染物物。在大氣污染防治中引入綠色化學技術，采取綠色化的煤炭生物脫硫工藝是新時期脫硫技術的發展趨勢，如生物浸出法、微生物-絮凝法、表面處理浮選法以及生物-非生物綜合法。

2.3 固體廢物中的應用

固體廢物主要是城市垃圾、白色污染物和礦山廢棄物。針對城市垃圾的防治，綠色化學工藝主要有固體廢棄物電離化技術和熱分選煤氣化技術；白色污染中的綠色化學處理技術較為典型的是開發出可生物降解塑料；礦山廢棄物主要是尾礦和廢堆礦石，這些污染物重金屬含量較高，目前研究和使用較多的是生物浸出和非氰化法提取技術實現了金屬的回收利用。

3 結語

綠色化學是將傳統化學與可持續理念結合起來的一門新興科學，有著廣闊發展前景和巨大社會需求的新興學科，是未來化學的發展方向。當前應將環保理念、綠色化學理念同探索實現綠色環保途徑結合起來，才能最終實現經濟效益好、綠色環保的化工產生大發展。

[1]高鵬，李維俊.綠色化學與可持續發展[J]北方環境，2011（9）：25-26

[2]唐星華，張愛琴，吳光輝.等.綠色化學與環境保護[J]江西化工，2002（2）：7-9

[3]蔣達華，任如山.綠色化學技術在環境污染治理中的應用[J]工業安全與環保，2006，32（1）：36-38