淺談綠色化學(xué)技術(shù)在環(huán)境污染與保護(hù)中的應(yīng)用

徐金霞，王 莉，徐金送

（1.安徽省化工研究院，安徽合肥230041；2.中鐵四局四公司，安徽合肥230041）

傳統(tǒng)化學(xué)雖然可以得到人類所需的物質(zhì)，但未能有效地利用資源，并排放大量污染物，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。欲解決這些問題，就必須進(jìn)行化學(xué)領(lǐng)域的革命。因此，綠色化學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、清潔化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)，即減少或消除危險(xiǎn)物質(zhì)的使用及對(duì)產(chǎn)生的化學(xué)品和過程的設(shè)計(jì)。綠色化學(xué)將污染消除在源頭，使整個(gè)生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境友好，不使用有毒、有害的物質(zhì)，不產(chǎn)生廢物，從根本上消除污染。

綠色化學(xué)主要從原料的安全性、工藝過程節(jié)能性、反應(yīng)原子的經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)物環(huán)境友好性等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。即：①減少原料使用，降低實(shí)驗(yàn)廢棄物的產(chǎn)生和排放；②循環(huán)使用，二次使用；③資源回收利用，從而實(shí)現(xiàn)“省資源、少污染，減成本”；④變廢為寶，資源和能源再利用，是減少污染的有效途徑；⑤對(duì)一些無法替代又無法回收、再生和重復(fù)使用且有毒副作用以及會(huì)造成污染的原料拒絕使用。

1 綠色化學(xué)技術(shù)的分類

綠色化學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)的改革和創(chuàng)新，而綠色化學(xué)技術(shù)是在綠色化學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型技術(shù)，其運(yùn)用科學(xué)先進(jìn)的化學(xué)技術(shù)和一些特殊的化學(xué)反應(yīng)來處理危害社會(huì)環(huán)境以及公眾健康的化學(xué)污染物質(zhì)，最大限度地降低有毒、有害物質(zhì)的排放，保護(hù)環(huán)境。綠色化學(xué)技術(shù)的種類有很多，主要有：

（1）生物技術(shù)

生物技術(shù)主要包括微生物工程、酶工程、細(xì)胞工程和基因工程，其能最大化地利用生物質(zhì)資源，節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)[1]。

（2）催化技術(shù)

催化劑是化學(xué)反應(yīng)的助劑，是使化學(xué)反應(yīng)得以成功的關(guān)鍵，目前應(yīng)用較多的是酶催化技術(shù)，其酶反應(yīng)催化效率高，反應(yīng)條件易控，副反應(yīng)少，且對(duì)環(huán)境污染較小。

（3）膜技術(shù)

膜技術(shù)分為膜催化技術(shù)和膜分離技術(shù)，主要包括微濾、超濾、電滲析、反滲透等，膜分離技術(shù)和膜催化技術(shù)相結(jié)合，具有效率高、低能耗、成本低、對(duì)環(huán)境無污染等特點(diǎn)，能更好地提高反應(yīng)原料的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速度[2]。

（4）超聲波降解技術(shù)

超聲波降解技術(shù)是在聲能足夠強(qiáng)的條件下，使有機(jī)污染物在空氣泡內(nèi)產(chǎn)生化學(xué)鍵斷裂、自由基反應(yīng)和高溫分解反應(yīng)，從而對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解[3]。

2 綠色化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，環(huán)境污染主要包括土地污染、水污染以及大氣污染三方面[4]，這些污染已經(jīng)嚴(yán)重影響了人類的生存環(huán)境，而應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)來治理這些污染，效果良好，并具有積極的現(xiàn)實(shí)意義[5]。

2.1 綠色化學(xué)技術(shù)在大氣污染控制中的應(yīng)用

當(dāng)今，大氣的主要污染物有二氧化硫，主要源于含硫物質(zhì)的燃燒，生成的二氧化硫釋放到空氣中，極易形成酸雨，對(duì)環(huán)境造成污染[1]。所以脫硫技術(shù)成為解決大氣污染的關(guān)鍵。

現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家對(duì)于潔凈燃煤技術(shù)的使用已經(jīng)接近或?qū)崿F(xiàn)綠色，我國使用潔凈技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品也有很多，有水煤氣、城市煤氣、煤制合成油等，這些技術(shù)有效降低了二氧化硫的排放。國內(nèi)外在燃料油生產(chǎn)中加氫脫硫降低油品中的硫含量，為了減少傳統(tǒng)催化劑硫化和再生時(shí)引起的環(huán)境污染，國外研究了具有類貴金屬晶體結(jié)構(gòu)的金屬氮化物等新材料；國內(nèi)外對(duì)金屬氮化物的制備方法也有改進(jìn)，多組元素負(fù)載型氮化物的研究已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了柴油的綠色生產(chǎn)[6]。

生物脫硫技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用最多，包括微生物絮凝法、表面處理浮選法以及生物浸出法等。生物技術(shù)和非生物技術(shù)相結(jié)合，可以明顯提高脫硫的時(shí)間[6]。除此之外，還可以對(duì)傳統(tǒng)菌種進(jìn)行培養(yǎng)與馴化，積極研發(fā)出新型菌種，優(yōu)化脫硫微生物。

2.2 綠色化學(xué)在固體廢棄物處理中的應(yīng)用

（1）白色污染

“白色污染”一般指一次性使用后未經(jīng)合理收集和處理而造成環(huán)境污染的所有塑料廢棄物，主要有塑料包裝、農(nóng)用地膜、一次性快餐用具等[7]。熔融法、燃燒法和降解法是目前處理白色污染中使用較多的方法，雖然應(yīng)用廣泛，但仍無法做到對(duì)環(huán)境無污染，因此研發(fā)一種在自然條件下能夠降解的塑料產(chǎn)品——“生態(tài)綠色塑料”，將成為治理白色污染的根本出路。

（2）城市垃圾

自十九世紀(jì)以來，工業(yè)發(fā)展引起人口集中，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市人口增多，垃圾的處理問題變得日益嚴(yán)重。城市垃圾是城市中固體廢棄物的混合體，包括工業(yè)垃圾、建筑垃圾和生活垃圾。現(xiàn)在主要采用垃圾焚燒和無害化衛(wèi)生填埋的方式進(jìn)行處理，這兩種處理方式雖然技術(shù)簡單，但是投資大，都不能全部實(shí)現(xiàn)無害化，且還可能導(dǎo)致環(huán)境的二次污染。應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)（如：熱分選煤氣化技術(shù)、固體廢棄物電離氣化技術(shù)等）處理城市垃圾，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)固體廢棄物資源化及無害化，而且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，成本低廉，資金回收時(shí)間短[5]。

2.3 綠色化學(xué)技術(shù)在水污染控制中的應(yīng)用

造成水污染的污染源有很多，主要有工業(yè)污水、農(nóng)藥污水、城市生活廢水、實(shí)驗(yàn)廢液等等。開發(fā)高效、低能耗、不會(huì)產(chǎn)生二次污染的水處理技術(shù)將成為有效降解污水中有害物質(zhì)的關(guān)鍵。

（1）選礦

開采礦物過程中，通常使用礦山化學(xué)品,有萃取溶劑、浮選劑、捕收劑、絮凝劑等等，有些有毒害作用并污染環(huán)境，可改用環(huán)境友好的非氰化法和生物浸出提取技術(shù)選礦。非氰化法主要用于取代氰化鈉用于氧化金礦的堆淋；生物浸出法主要用于硫化銅礦的回收，而一般也會(huì)采用鹽浸出技術(shù)對(duì)金礦、鈾礦的微生物進(jìn)行預(yù)氧化處理，其對(duì)金等金屬溶解效率較好，毒性也小，基本符合綠色化工要求[2]。

（2）農(nóng)藥殘留

目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的農(nóng)藥仍有高毒品種，其殘留會(huì)嚴(yán)重污染水環(huán)境。在人們對(duì)“綠色農(nóng)藥”的新要求下，新型綠色農(nóng)藥誕生了，主要包括現(xiàn)代化農(nóng)藥、生物農(nóng)藥、光活化農(nóng)藥等。新型綠色農(nóng)藥的使用必定會(huì)降低對(duì)環(huán)境的污染，并且也能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量[6]。

（3）城市生活廢水

對(duì)于城市生活廢水，零排污水處理技術(shù)就是一項(xiàng)以“綠色化學(xué)”為主，從不同環(huán)節(jié)杜絕污染產(chǎn)生，能夠最大限度地解決水污染的新型技術(shù)。

目前國內(nèi)研究開發(fā)的熱水鍋爐零排污技術(shù)可避免再生廢鹽水、定期排污水、煮爐水等廢水排放，實(shí)現(xiàn)零排放，使我國的水資源得到充分利用[6]。

（4）實(shí)驗(yàn)廢液

目前大部分研究機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過于傳統(tǒng)，驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)及基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)占比較大，實(shí)驗(yàn)方式仍然采用傳統(tǒng)形式，這些因素導(dǎo)致對(duì)研究機(jī)構(gòu)周邊的水環(huán)境污染嚴(yán)重，如何采用綠色化學(xué)技術(shù)處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢液值得進(jìn)一步深入研究[6]。

2.4 綠色化學(xué)技術(shù)在噪聲處理中的應(yīng)用

自產(chǎn)業(yè)革命以來，隨著各種機(jī)械設(shè)備的創(chuàng)造和使用，給人類帶來了繁榮和進(jìn)步，但同時(shí)也產(chǎn)生了越來越多、越來越強(qiáng)的噪聲。噪聲不但會(huì)對(duì)人們的聽力造成損傷，還能誘發(fā)多種疾病，對(duì)人們的正常生活造成嚴(yán)重影響。控制污染源、研發(fā)吸音材料和建設(shè)隔音措施等都是運(yùn)用綠色化學(xué)技術(shù)治理噪聲的有效手段。通過這些高質(zhì)量材料及技術(shù)的應(yīng)用，人們可以有效控制生活中的噪聲污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量的有效改善[8]。

3 結(jié)束語

節(jié)約資源、防治污染是綠色化學(xué)技術(shù)的主旨，在面對(duì)愈發(fā)嚴(yán)峻的環(huán)境污染現(xiàn)狀，在處理經(jīng)濟(jì)增長以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)的沖突上，綠色化學(xué)發(fā)揮了積極的作用，環(huán)境保護(hù)者也應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到這一重要性，長此以往，在促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也能促進(jìn)生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)生態(tài)中國的建設(shè)[9]。