綠色化學技術在環(huán)境污染治理與保護中的應用

呂雅楠

（武警工程大學，陜西西安 710086）

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

1 綠色化學技術的應用優(yōu)勢

綠色化學可以有效處理環(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量。其次，相對其他污染治理方式而言，綠色化學的應用成本更低，可以在使用較少資源的情況下對材料進行處理，降低其使用過程中產(chǎn)生的污染，還可以對應用過的材料進行二次處理，實現(xiàn)對資源的重復利用。在技術應用過程中，綠色化學技術不容易受到技術設備的限制，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，綠色化學這一技術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，促進技術應用的規(guī)范化發(fā)展。

2 綠色化學技術的類型

國內(nèi)對于綠色化學的技術研究相對國外發(fā)達國家起步較晚，各研究院、高校、專業(yè)部門或企業(yè)對于綠色化學的研究依然存在較多不足之處。由于環(huán)境污染日益嚴重，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)境保護工作。當前，國內(nèi)在綠色化學的技術研究方面雖然存在欠缺，但也取得了一定的成效，并且將部分技術應用到了相關的污染治理工作之中，下面進行詳細介紹。

2.1 催化技術

催化技術屬于化學專業(yè)中的常用技術，在工業(yè)生產(chǎn)之中得到廣泛應用，可以有效提升反應效率，為材料制備等工作提供高效助力。將催化技術應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。其中，酶催化技術相對普通催化技術具有更高的催化效率，是普通催化反應效率的100倍以上，其技術應用對于環(huán)境要低，不容易在催化過程中受到外界條件的擾動，應用范圍相對較廣；光催化技術應用過程中不易對環(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

膜技術是一種常用的污染治理技術，這一技術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類型，相對其他技術具有更高的經(jīng)濟性，而且在技術應用期間極少產(chǎn)生污染而且對于資源的損耗較少。膜催化對于化學反應的過程具有一定的促進效果，可以有效平衡各反應的開展情況，降低過程中的資源損耗，避免原料反應不徹底產(chǎn)生較多的污染物。

2.3 微波等離子技術

微波等離子技術具有較快的反應效率，操作方式更加簡單，可以通過等離子將污染物轉化成無污染或者可以再利用的物質，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具有重要作用。

2.4 其他技術

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

3 綠色化學技術在環(huán)境污染治理與保護中的具體應用

3.1 在水污染治理與保護中的應用

在工業(yè)生產(chǎn)、化學實驗、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，綠色化學技術作為一種高效率、低能耗的技術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。

綠色化學技術治理水污染的效果良好，而超濾技術是其中的佼佼者，治理水污染的效果較為顯著。這一技術通過鋁膜這一微孔結構材料實現(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。超濾技術的應用效果關鍵在于濾波的質量，通過技術研究對濾波的孔道結構進行優(yōu)化處理，可以進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存在污染的材料，如重金屬、酸堿鹽或者放射性物質，這些材料物質對于融入河流，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，通過綠色化學技術可以將工業(yè)廢水中的污染性物質分離出來，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)的污染治理技術研究水平較低，難以高質量地提煉出廢水中的污染性物質，或者處理過程需要消耗大量的資金，導致企業(yè)難以負擔治理成本，這也導致企業(yè)往往為了經(jīng)濟效益而忽略對于污水的治理工作。隨著綠色化學技術研究的不斷深入，當前處理工業(yè)廢水的技術研究已經(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)可以通過綠色化學技術研究的相關材料或設備更快地實現(xiàn)對重金屬、酸堿鹽或者放射性物質的處理，提升資源利用率的同時降低對于環(huán)境的污染。

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

當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)未按標準控制廢氣中各類污染物的含量有關，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果，部分工廠在燃煤的過程中未對原煤中硫或者燃燒反應產(chǎn)生的硫化物進行處理，導致大量二氧化硫進入到空氣之中，引發(fā)了酸雨問題。

針對硫化物對于空氣造成嚴重污染的問題，技術人員可以通過綠色化學技術解決。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識硫化物對于環(huán)境的危害以及當前保護環(huán)境的緊迫性，合理應用綠色化學對生產(chǎn)原料中的硫進行加工處理，通過技術研究對脫硫技術進行優(yōu)化改進，不斷提升技術應用效率并降低成本損耗。其次，為了降低脫硫技術應用期間的污染產(chǎn)出率，工廠可以積極應用生物脫硫技術，合理選擇生物浸水、生物絮凝以及表面處理浮選等技術手段治理硫化物污染。最后，技術人員需要進一步研究脫硫技術，將乳化反應與脫硫技術相融合，提升硫化物的處理效率，降低污染物的排放處理。同時，技術人員也需要針對顆粒物等大氣污染物創(chuàng)新相應的綠色化學處理技術，不斷為空氣污染治理工作提供技術支持。

3.3 在固體垃圾污染處理與保護當中的應用

當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行治理。環(huán)境治理工作人員可以通過綠色化學技術對城市垃圾進行處理，常用的有電離氣化法。通過這一技術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，大量堆積后會嚴重污染環(huán)境，甚至對周邊動物的健康成長產(chǎn)生嚴重威脅。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。針對白色污染問題，可以通過綠色化學技術研究容易降解的環(huán)保塑料袋、餐盒或者利用紙盒、紙袋取代塑料制品，也可以通過技術研究獲取可以快速降解塑料的綠色化學產(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。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，技術人員可對其進行技術優(yōu)化，選擇更環(huán)保的綠色化學技術，如無氰化金礦處理技術等，使其產(chǎn)生的污染物的概率和數(shù)量達到環(huán)保標準要求。

3.4 在噪聲污染治理中的應用

噪聲污染是城市建設發(fā)展過程中經(jīng)常出現(xiàn)了一種污染類型，如工程建設、機車運行、工藝生產(chǎn)等對于人們的正常生活產(chǎn)生了嚴重影響，甚至對身心健康造成嚴重危害。綠色化學技術在噪聲污染治理的過程中主要體現(xiàn)在材料制備方面，通過化學反應制備相應的隔音或吸音材料，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，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，技術人員可以研究綠色化學技術獲取更環(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)制備相應的綠色化學材料，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 結束語

綜上所述，當前國家對于環(huán)境保護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等綠色環(huán)保的化學技術，當前已經(jīng)將各類技術應用在水污染、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)相關部門需要投入更多的資金用于研究相關的綠色化學技術，為我國環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展提供更多的技術支持。