環(huán)境污染治理中綠色化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用

亓玉軍

（山東省濟南生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東濟南 250100）

近年來，全球工業(yè)化發(fā)展進程迅猛，而工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)在運營過程中，產(chǎn)生的有毒、有害物質(zhì)的數(shù)量也呈現(xiàn)出逐年遞增態(tài)勢，由此而引發(fā)的環(huán)境污染事件頻頻見諸各個媒體端，因此，環(huán)境污染治理已經(jīng)成為當(dāng)下的首要任務(wù)。而隨著污染治理技術(shù)的日漸成熟，一種新興的綠色化學(xué)技術(shù)應(yīng)運而生，并且被廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染治理領(lǐng)域，該技術(shù)不僅能夠緩解環(huán)境保護壓力，平衡自然生態(tài)系統(tǒng)，同時，也不會對自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，是一種科學(xué)、高效、清潔、環(huán)保的污染治理新技術(shù)。

1 綠色化學(xué)技術(shù)概念

綠色化學(xué)技術(shù)主要利用無毒、無害、無污染的綠色化學(xué)材料，對環(huán)境污染進行有效控制和綜合治理，該技術(shù)能夠最大限度地降低化工材料對環(huán)境造成的污染，進而從源頭遏制環(huán)境污染的發(fā)生。其技術(shù)核心特征是使用的材料無毒、無害、綠色、環(huán)保，并且能夠有效抑制化學(xué)污染物的排放。

目前，在環(huán)境污染治理方面，綠色化學(xué)技術(shù)大體可以歸納為以下六個類別，即綠色催化技術(shù)、綠色生物技術(shù)、超聲波技術(shù)、膜處理技術(shù)、等離子交換技術(shù)以及微波處理技術(shù)。綠色催化技術(shù)主要借助于無毒無害的中間介質(zhì)——催化劑，來完成環(huán)境污染治理任務(wù)，這種方法產(chǎn)生二次污染的可能性較小，而且處理有毒有害物質(zhì)效率高，因此，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。綠色生物技術(shù)的科技含量較高，主要涉及的學(xué)科領(lǐng)域包括基因工程與細胞工程，因此，該技術(shù)目前的推廣應(yīng)用進程較為緩慢。超聲波技術(shù)主要利用超聲儀器對有機污染物進行降解，在降解過程中，污染物常常在高溫分解作用下而逐漸被消蝕。膜處理技術(shù)主要應(yīng)用了納米技術(shù)與分離過濾技術(shù)，對高分子有機污染物進行過濾分離，這種方法具有較好的經(jīng)濟性，而且不會產(chǎn)生二次污染物。等離子交換技術(shù)是在交換劑的作用下，將污染物中有毒有害的重金屬離子進行置換，進而達到清潔污染寄生環(huán)境的目的。而微波技術(shù)主要利用300MHz～300GHz的微波波段來降低反應(yīng)的活化能，對有機化合物或者無機鹽等污染物進行處理。該技術(shù)主要應(yīng)用于土壤修復(fù)、固廢處理、污水治理以及廢氣治理等方面[1]。

2 綠色化學(xué)技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用效果

2.1 在大氣污染治理中的應(yīng)用

大氣污染的源頭主要來自工業(yè)廢氣以及機動車尾氣，其污染物成分主要是二氧化硫。為了保證最佳的脫硫效果，近年來，環(huán)境保護部門大力推行綠色化學(xué)技術(shù)，并且從燃料源頭抓起，將一種新型的清潔煤技術(shù)運用在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，這種技術(shù)能夠有效減少二氧化硫的含量，進而達到改善大氣環(huán)境的目的。較為常見的清潔能源包括煤氣、水煤漿、甲醇、煤制合成油等。另外，截至2020年末，我國的汽車保有量已經(jīng)突破3.67億輛，在這驚人的數(shù)據(jù)背后，汽車尾氣排放對大氣造成的污染也成為全社會普遍關(guān)注的焦點，因此，基于綠色環(huán)保理念，近年來，為了有效降低汽油與柴油當(dāng)中的硫含量，環(huán)境保護部門聯(lián)合科研單位開發(fā)了脫硫芳香烴飽和技術(shù)，這一綠色化學(xué)技術(shù)主要應(yīng)用于柴油脫硫工業(yè)。與此同時，諸如生物脫硫、非生物脫硫等技術(shù)也已經(jīng)日漸純熟，并在實際應(yīng)用當(dāng)中取得了突破性進展。

2.2 在固體廢棄物污染治理中的應(yīng)用

固體廢棄物是指工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活當(dāng)中產(chǎn)生的固態(tài)或者半固態(tài)廢棄物質(zhì)，主要包括爐渣、生活垃圾、固體顆粒、人畜糞便等，如果不及時予以處理，將給土壤、水體造成嚴(yán)重污染。過去，我國在處理固體廢棄物時大多采取焚燒或者掩埋的方法，但是，這種方法需要占用大量的土地資源，而焚燒則會對大氣造成二次污染，而電離氣化等綠色化學(xué)技術(shù)出現(xiàn)以后，焚燒與掩埋的方法則很少使用。這種技術(shù)主要將離子炬作為氣化爐的熱源，當(dāng)固體廢棄物進入到爐體當(dāng)中，就會被這種電離氣體轉(zhuǎn)化為可以二次利用的能源，這樣既做到了固廢物的無害化處理，同時，也達到了節(jié)約能源的目的。

居民在日常生活當(dāng)中每天都會產(chǎn)生塑料制品、一次性制品等白色垃圾，這種難于降解的垃圾一旦進入到土壤當(dāng)中，就會給土地資源造成污染，土壤涵養(yǎng)水源的功能也將逐步喪失。如果采取焚燒的方法，苯酚、甲酚、苯、甲醛等有毒有害物質(zhì)會對空氣造成二次污染，嚴(yán)重的還會影響人們的健康安全。因此，近年來，一種基于綠色化學(xué)理念而衍生出的生物降解法在處理白色垃圾方面得到廣泛應(yīng)用，這種方法主要借助于微生物的附著作用，在塑料表面大量繁衍，經(jīng)過一段時間以后，白色垃圾就會被分解殆盡。

2.3 在水污染治理中的應(yīng)用

水體污染的源頭主要來自工業(yè)生產(chǎn)過程中排放出的廢水以及居民日常生活排放的污水，工業(yè)廢水當(dāng)中含有大量有毒有害的化學(xué)物質(zhì)，如果排放到水體當(dāng)中，就會給居民的飲用水安全造成嚴(yán)重影響。因此，隨著綠色化學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)，諸如聲波、電能、無毒藥劑氧化以及生物氧化等方法已經(jīng)在水體凈化領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用，這些方法不僅凈化效果好，而且不會對周邊環(huán)境造成二次污染。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，化學(xué)農(nóng)藥的大量使用不僅給食品安全帶來諸多隱患，同時，一些高毒性農(nóng)藥也會給水體造成嚴(yán)重污染。為了切實解決這一問題，廣大科研人員從化學(xué)農(nóng)藥的研發(fā)源頭抓起，研制出了一系列可以取代傳統(tǒng)農(nóng)藥的新型綠色農(nóng)藥，比如生物型農(nóng)藥、光活性農(nóng)藥以及現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)藥，這些農(nóng)藥在消殺農(nóng)作物的病蟲害時，并不會污染周邊環(huán)境，而且即便殘留在農(nóng)作物表面，也不會對人們的身體健康造成影響。

2.4 在噪聲污染治理中的應(yīng)用

噪聲污染主要來自工業(yè)生產(chǎn)、機動車運行、建筑工程施工以及日常生活中的噪聲排放，如果噪聲值嚴(yán)重超標(biāo)，不僅嚴(yán)重影響居民的正常生活，而且也會侵害人們的健康，因此，近年來，噪聲污染也被列入環(huán)境污染治理范疇。為了有效降低各種社會活動中產(chǎn)生的噪聲值，科研人員運用綠色化學(xué)技術(shù)，研制出了大量具有消聲效果的新型材料，同時，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)以及建筑施工領(lǐng)域也不斷對生產(chǎn)設(shè)備與施工機械進行改良，使噪聲污染得到有效控制。

隨著社會的不斷進步，中央空調(diào)的使用頻率越來越高，而空調(diào)控制系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生的噪聲分貝較大，嚴(yán)重影響周邊居民的正常生活，因此，為了有效降低中央空調(diào)的噪聲值，為居民創(chuàng)造一個舒適健康的生活空間，科研人員基于微孔板理論，研制出了超微孔板吸聲結(jié)構(gòu)，該技術(shù)采用的微孔板的孔徑已經(jīng)達到了超微孔徑標(biāo)準(zhǔn)，在降噪減噪過程中，還可以吸附大量的固體顆粒物，這就避免了二次污染現(xiàn)象的發(fā)生。同時，通過對超微孔板的單層與多層相組合的方式，完全可以實現(xiàn)消聲的目的。目前，這種綠色化學(xué)降噪技術(shù)在火車站、飛機場、大劇院、大型民用建筑當(dāng)中被廣泛應(yīng)用。

3 綠色化學(xué)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

3.1 綠色化工原料

目前，大多數(shù)化工生產(chǎn)原料主要來自石油，而在工業(yè)生產(chǎn)過程中，石油分解以后，將產(chǎn)生出大量的有毒有害物質(zhì)，進而對空氣以及水體造成嚴(yán)重污染。因此，基于綠色化學(xué)視角，在未來綠色化學(xué)技術(shù)研究領(lǐng)域，針對石油這種化工原料，可以利用另一種物質(zhì)予以取代。比如利用石灰處理和細菌發(fā)酵技術(shù)將廢生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為工業(yè)化學(xué)原料或者燃料。其中，這種生物質(zhì)主要由淀粉與纖維素構(gòu)成，淀粉可以轉(zhuǎn)化為葡萄糖，而纖維素可以通過酶反應(yīng)生成己二酸與鄰苯二酚，己二酸則是制作尼龍的主要生產(chǎn)原料。

3.2 綠色催化劑

在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，催化劑的使用頻率相對較高，考慮到綠色環(huán)保要求，近年來，圍繞催化劑的綠色化課題，業(yè)內(nèi)專家反復(fù)進行實驗與鉆研，旨在通過研發(fā)出綠色催化劑來改善工業(yè)生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染現(xiàn)狀。比如工業(yè)生產(chǎn)工藝當(dāng)中經(jīng)常發(fā)生酸催化反應(yīng)，這種化學(xué)反應(yīng)所使用的催化劑一般為氫氟酸、硫酸以及三氯化鋁等液體酸，這些化學(xué)物質(zhì)不僅會嚴(yán)重腐蝕設(shè)備，而且產(chǎn)生的化學(xué)氣體以及排放出的固體廢棄物也將給周邊環(huán)境以及人體造成危害。因此，為了最大限度地減少環(huán)境污染，在未來工業(yè)生產(chǎn)過程中，雜多酸、固體超強酸等綠色催化劑將成為主要發(fā)展趨勢[2]。

3.3 綠色環(huán)保產(chǎn)品

綠色環(huán)保產(chǎn)品是人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂妙l率較高的消耗品，而且這些產(chǎn)品不會對人體造成危害，也不會對周邊環(huán)境產(chǎn)生二次污染。比如綠色乳膠漆，其甲醛含量完全在國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，不會對人體健康造成任何危害。另外，針對白色垃圾的污染問題，近年來，國內(nèi)多個地區(qū)已經(jīng)開始大范圍推廣使用再生紙購物袋，這種購物袋取代塑料制品后，不僅可以節(jié)約大量的資源，而且也會減少對自然環(huán)境造成的污染。與此同時，針對白色垃圾，科研人員也相繼研制出了光敏劑、化學(xué)助劑等助降解試劑，這些試劑能夠有效降解聚苯乙烯等塑料制品，并在一段時間內(nèi)將其分解為無害物質(zhì)。

4 結(jié)束語

綠色化學(xué)技術(shù)在治理環(huán)境污染方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。一方面能夠保持自然生態(tài)平衡，另一方面，可以為人們創(chuàng)造潔凈、清新、健康的生存與生活環(huán)境，因此，這種新興的環(huán)境污染治理技術(shù)必將在未來社會得到普遍推廣和應(yīng)用。