探究绿色化学技术在环境污染治理与保护中的应用

2023-01-18丛子涵

当代化工研究 2022年10期

关键词：废渣废气环境污染

＊丛子涵

（英国曼彻斯特大学曼彻斯特 M503BB）

在绿色环保理念的指引下，在众多清洁无污染的环保技术中，绿色化学技术作为一种具有较高使用价值的环境污染治理与保护技术，很大程度上突破了传统治理技术弊端，更加符合改善环境质量的综合治理目标。

1.关于绿色化学技术及其优势的分析

(1)关于绿色化学技术的简述

绿色化学技术是近些年来新兴的一种化学技术，它在化学领域处于研究的前列，被许多研究专家所重视。绿色化学最大的特点是对环境友好，不会对环境产生二次破坏。绿色化学技术也被称为清洁化学技术，这种技术主要利用绿色化学原理来达到环境污染治理无公害的目的。绿色化学技术利用在环境污染治理中不仅能达到较好的利用效果，还能维护物种的多样性，保持生态平衡。

(2)绿色化学技术的优势

绿色化学技术之所以有广阔的利用空间，是因为它自身具有较多的优势，这些优势是其使用价值的具体体现。以下对绿色化学技术的主要优势进行分析，让更多的人了解绿色化学技术的价值。

①利用绿色化学技术可以缩短环境污染治理的周期。我国目前正处于城镇化发展阶段，城市人口越来越多，各类制造型企业规模越来越大，各种污染物也随之提升，比如工业生产所产生的污水、废气，生活垃圾、汽车尾气等。面对这种情况，我们不但要从思想上认识到环境污染治理和保护的紧迫性，还要在行动上加快环境污染治理与保护的进程。利用绿色化学技术不仅能提高环境污染治理与保护的质量，还能在很大程度上缩短环境污染治理的周期，使环境治理的效果在更短的时间内可以得到显现。

②绿色化学技术的使用可以提高环境污染治理效能。面对我国目前环境污染的现状，采用传统的治理手段，虽然达到了环境污染治理与保护的目的，但是在这个过程中又产生了二次污染，比如产生了噪音污染、废水污染等，降低了环境污染治理与保护的效果。但是利用绿色化学技术后可以显著降低治理过程中产生的噪音，而且不会对空气、土地、水源等再次产生污染，这样就显著提升了治理工作的效能。

③绿色化学技术应用体现出较高的安全性和简便性。有些传统的环境污染治理与保护技术，对操作人员的技能要求较高，且存在一定的安全隐患。而采取绿色化学技术，相关工作程序将会大大简化，安全性也得到了较大提升，这为绿色化学技术在更大的范围内使用打好了基础。

2.绿色化学技术在环境污染治理与保护工作中的综合效益

绿色化学技术在环境污染治理与保护的实际应用中，体现出多维度、全方位的独特价值，可带来多方效益，以下简要从三个方面来说明。

（1）绿色化学技术在环境污染治理与保护中的经济效益。当前，制约环境污染治理与保护的重要瓶颈问题是成本过高，绿色化学技术的采用，不仅具有较好的治理效果，而且较之传统治理技术，还具有较强的资源节约性。传统的环境污染治理，比如焚烧、填埋、再加工等方式，需要占用大量土地、投入专项机械设备和大量专业的人力资源，多种因素叠加，致使治理的经济成本逐渐推高，难免导致政府相关部门、企业的畏难情绪，加剧了环境治理工作难以实现循环经济要求的现状。利用绿色化学技术，可以大大缓解上述弊端，减少环境污染治理的成本，减少相关部门和企业的经济压力，在一定程度上体现出了绿色化学技术的经济优势。

（2）绿色化学技术在环境污染治理与保护的环境效益。绿色化学技术又被称为环境友好型化学技术，顾名思义，可以看出其对环境保护所产生的积极作用。先污染、后治理，边污染、边治理，这些传统做法对环境的损害，可谓触目惊心，与新时代绿色转型发展要求大相径庭。绿色化学技术在环境污染治理与保护的实际利用，更多地是从生态保护的角度，强化源头管控，防、治结合，可有效避免二次污染、重复治理等问题，全方位提升环境治理和保护质量，将在推进低碳循环经济、保持生态平衡、维持生物多样化等方面，持续发挥环境效益。

（3）绿色化学技术在环境污染治理与保护中的社会效益。经济发展离不开工业的有力支撑，而工业生产不可避免的要产生各种废弃物，甚至是有毒物质，这就产生了一定的矛盾。要解决好工业文明带来的矛盾，建设美丽中国、美丽世界，就要以生态文明建设为引领，打造良好的生态环境，使之成为促进经济社会发展潜力和后劲的推动力。绿水青山就是金山银山，而近几十年来，环境污染范围之广、后果之严重、治理难度之大，已远超社会公众认知。协调人与自然的关系、发展与环境的关系、当前和长远的关系，绿色化学技术更有用武之地。在生产前端，绿色化学技术的应用，可以最大限度减少污染物的产生；在治理终端，绿色化学技术的应用，还可以对污染物进行及时、适当的无害化处理。绿色化学技术在环境污染治理与保护中的这一特点，最终体现在能够促进人类社会的可持续发展，充分体现其社会效益。

综上可以看出，绿色化学技术作为一种兼具经济效益、环境效益、社会效益的环境污染治理手段，有其独特的技术优势和价值。贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，应持续加大对绿色化学技术的研究力度，扩大其在环境保护中的使用范围，充分发挥出绿色化学技术的价值，使之作为一支新兴科技力量，推动我国经济的高质量发展。

3.绿色化学技术的应用类型

绿色化学技术包括多种技术类型，每种技术都有其自身的特点。以下简要介绍几种绿色化学技术的主要特点，希望被社会广泛认知，以致在环境污染治理与保护工作中，结合具体实际，得到更普遍深入的应用。

（1）催化技术的应用。不论是化工生产还是化学技术的使用，只要涉及化学反应都存在着催化剂的应用。催化剂是实现化学反应的重要物质，因此催化剂反应技术在工业生产中也是一种很重要的技术。在工业生产中，利用催化剂技术一方面可以大大提升工业生产的效率，另一方面还能对工业生产过程中产生的废弃物进行控制，最大化地减少各种废物的排出。在现阶段的环境污染治理工作中，主要利用三种催化技术，分别是光催化技术、酶催化技术、纳米催化技术。这三种催化技术都存在自身显著特点：比如酶催化技术最主要的特点是具有较高的催化效率；光催化技术对相关的物质具有较强的氧化能力；纳米催化技术的独特性在于能够大大提升材料的催化活性。这些催化技术的使用能够在工业生产中加快化学物质的反应效率，最大化的减少二次污染。

（2）膜技术的应用。膜技术在实际的应用中主要分为两类，一种是膜分离技术，一种是膜催化技术。膜分离技术兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，具有投入成本低，使用效率高，而且产生污染较少的优点，已成为当今分离科学中最重要的手段之一，被广泛应用于环保领域。膜分离技术在具体的应用中又可分为多种技术类型，比如微滤技术、超滤技术等，每种技术基于自身的功效实现多种应用。膜催化技术的功能主要是促进原料的转化，发挥出原料的最大价值，提高资源利用率，在一定程度上节约资源，减少污染。

（3）微波技术的应用。微波技术也是绿色化学技术的一种类型。这种技术主要是利用烧结合成与水热合成来达到一定作用。微波技术在实际应用中，一方面具有操作简单的特点，有利于更多人掌握，利于提升技术普及度。另一方面，这种技术在短时间内就能发挥作用，且能把反应完成后的产物根据需求进行分离，这样不但可以充分利用资源，还具有较高的防控污染的作用。

（4）其他技术的利用。随着科学技术的发展，绿色化学技术的其他技术类型，比如生物技术、等离子技术、超声波技术等，也已应用到环境污染治理和保护工作中。其中，生物技术是一种具有较高使用率的技术，主要通过基因工程和细胞工程来达到节约资源，提高资源价值的目的。等离子技术在使用的过程中对环境造成的影响较小，而且反应速度较快，可以在短时间内完成反应，在清洁生产领域有广阔的使用空间。超声波技术的主要功能是促进有机物降解，利用这种技术处理污染物，各种污染物会在高温分解下被充分降解，而且还可以对有机物进行全方位处理，从而提升治污质量。

4.绿色化学技术在环境污染治理与保护中的具体应用

（1）绿色化学技术在水污染处理中的应用。废水是生产生活中经常出现的一种污染物，由于废水的来源不同，废水中含的物质有很大的区别。工业生产废水含有大量的有害物质，比如重金属元素、放射性物质、酸碱离子等。这些物质如果处理不好，将会对土地环境、生物多样性、人类身体健康等造成很大危害。从另一个角度看，如果把这些“有害”物质提取出来，仍可以作为工业原料，再次投入生产，变废为宝，发挥其应有的价值。传统的工业废水处理方法虽然能达到一定的净化效果，但由于技术限制，对于废水中各种物质的提取却达不到理想效果。这样不但会降低废水处理的质量，而且在一定程度上浪费了工业资源，不利于提升资源的循环利用率。随着绿色化学技术的不断进步和应用，废水处理技术水平不断提升。

目前在废水处理中主要利用绿色化学技术中的超滤技术，微孔结构铝膜发挥作用，通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离，实现废水处理。微孔结构铝膜可以把废水中的杂物过滤出来，再对污水进行分离、浓缩，在这个基础上实现净化废水的目的。目前的超滤装置有无搅拌式超滤、搅拌式超滤、中空纤维超滤等。随着科技发展，超滤技术还有很大的发展空间，要提高超滤技术的废水处理效果，需要不断提升滤膜的质量，增大滤膜的覆盖面积以及滤膜材料的稳定性，并进一步降低这种技术的成本投入，促使其可以在更大的范围内应用。

绿色化学技术不仅可以在工业生产后期发挥作用，还可以在工业生产的前期发挥作用。比如在工业生产前期，利用清洁能源进行生产，可以有效减少废水产生，大量缩减废水中有害物质的种类，降低后期废水处理的难度。另外，在对废水的处理中可以利用多种方法提高处理质量，比如把处理污水的物理技术和绿色化学技术相结合，对超滤膜法处理技术进一步优化，使其发挥出更好的废水处理效果等。

（2）绿色化学技术在废气污染治理中的应用。随着我国碳中和、碳达峰目标的提出，废气污染治理任务更加艰巨，政府治理决心和力度也逐渐增大。废气的来源有很多，主要是工业废气，例如电力、钢铁、煤炭、石油、化工等传统制造业，不可避免地产生大量废气排放；随着城镇化建设进程的不断推进，城市取暖、汽车尾气等造成的环境危害也在逐年递增。

利用绿色化学技术对废气进行处理时，首先要根据废气来源检测废气成分，然后再采取相应的绿色化学技术，对废气中的有害成分进行净化，比如净化掉废气中大量的悬浮颗粒，分解掉含有的氮氧化物，吸收掉含有的硫化物等。对于不同的废气，应采取不同的技术方法，对废气进行绿色化学处理后可以有效避免二次污染。

我国大气污染物有很多，其中工业生产过程中产生的二氧化硫是主要的组成部分。以此为例，采用绿色化学技术对二氧化硫进行处理，可以使用煤炭生物脱硫法。煤炭生物脱硫法也有多种技术类型，可以根据具体情况选择不同的技术。另外，为了最大化提升废气中二氧化硫的处理质量，还可以联合使用多种技术，比如把煤炭生物脱硫法与非生物乳化技术联合使用等。

（3）绿色化学技术在废渣污染治理中的应用。废渣污染在我国也相当严重，很多人对废渣产生的污染认识不充分。废渣来源的多样化决定了其形态的多样化、危害的多样化，比如工业固体污染物，可能含腐蚀性、放射性、易燃性的废渣以及污泥、粉尘等；城市生活垃圾，可能“藏有”废电池、荧光灯管、过期药品等；白色污染物，即被弃置的包装袋、农用地膜、一次性餐具等，由聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制造的塑料制品。废渣污染物会对土壤、空气、海洋等均造成极大危害，严重危及动植物生存空间和人类自身健康。对于废渣处理，我国采用的传统方法是填埋或者焚烧，都会产生或多或少的二次污染，有的污染物降解的过程需数十年到数百年不等，自然环境所“承受”的压力远超想象。

针对各种废渣污染物，均可以采用绿色化学技术来处理，根据不同的废渣选择不同的绿色化学技术，以达到较好的废渣处理效果。对于不同工业企业产生的废渣要区别对待，特别是化工企业产生的废渣，要对其成分进行科学分析鉴定，然后根据成分的构成采用最合适的绿色化学技术，例如，有些化工企业产生的废渣里面含有的化学成分具有不稳定性，可以利用化学稳定剂将这种危险废渣转变为高度不溶性的稳定物质。对于一般的固体废弃物，在生产实践中，通常采用电离气化技术，不仅可以实现固体废弃物的无害化处理，减少二次污染的产生，同时投入成本不高，有效减轻相关部门和企业的经济负担，有利于该技术被社会各方普遍接受。白色污染物处理起来难度较大，通常情况下，主要使用焚烧、降解或者熔融的方法，这些技术在实际的应用中具有一定效果，但是难以做到零污染，因此不是最优化的选择方法。面对这一难题，利用绿色化学技术，一方面降低回收塑料的成本，使回收成为企业原材料来源的途径之一，以实现根治的目标；一方面，加大可降解塑料的研发力度，实现产品替代，提升对白色污染的治理效果。