綠色化學化工技術范文
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關鍵詞:綠色化工技術;化學生產;應用分析
一、引言
隨著社會經濟的快速發展,化工行業也日益蓬勃壯大,生產規模和產量逐步擴大,污染物的排放對環境造成的污染越來越嚴重,同時極大的影響了人類的身體健康和生命安全,不利于化工產業的可持續性發展。綠色化工技術成為當前化工行業急需的新技術,應用化學原理,采取相應的措施最大限度地控制化工生產過程中污染物的排放,降低排放物中的有毒有害物質,有效的解決化學工業對空氣、土壤、水源等環境造成的污染問題。
二、綠色化工技術的優勢
1、科學利用化工原料
在綠色化工技術中科學利用化工原料是首要的優勢,也是研發綠色化工技術的關鍵步驟。在化學生產過程中選用無毒無害的原材料,可以有效地降低化學生產過程中有毒有害物質的生成,極大的減少污染物的排放量,對解決環境污染問題具有重要的作用。隨著科學技術的不斷進步與發展,許多新型的無毒無害的原材料和添加劑、催化劑、溶劑等被研制和生產出來,例如天然的植物、生物等原材料代替有毒有害的化學原料,既保證了原材料的綠色環保無毒無害,還能夠降低生產成本。
2、合理的使用催化劑
在傳統的化學生產過程中大量的使用催化劑用來加快化學反應速度,提高生產效率,但過量的使用催化劑也會增加廢棄物的排放,加大對環境的污染。在綠色化工技術開發過程中重點研究了無毒無害催化劑的使用,比如對烷基化固相催化劑的研發,這項技術能夠使催化劑達到無毒無害綠色環保,用此代替傳統的催化劑,可以降低化學反應中污染物的生成,同時還可以將排放的廢棄物進行收集處理后再次利用,提高利用效率,促進化學生產的可持續發展。
3、強化化學反應的選擇
在石油化學生產過程中通常使用的烴類選擇性氧化,這個化學反應產生的物質非常容易產生氧化現象,嚴重破壞了化學反應生成物。為了避免這種現象的發生,使化學生產更加環保健康,產品質量能夠得到有效的保證,就要采用綠色化工技術,強化化學反應的選擇性,使化學反應的生成物能夠得到有效的提取和凈化,降低生產成本和能源消耗,減少廢棄物的排放,實現化學生產的綠色環保。
三、在化學生產中廣泛應用的綠色化工技術
1、清潔生產技術的應用
在綠色化工技術中采用綠色催化技術、輻射熱加工技術等新型科學技術進行化學工業生產,實現無毒無害、無污染的現代化清潔生產技術。在垃圾處理過程中采用這項清潔化工技術可以有效的降低垃圾中有毒有害物質的生成和擴散,同時將垃圾再處理加工成可以利用的沼氣,實現廢棄物的循環再利用,既減少了垃圾對環境的污染,還可提高資源的利用率。同樣在清潔煤氣化的化工生產過程中清潔生產技術可以有效的降低污染物的生成,減少對大氣的污染。在海水淡化生產過程中利用清潔生產技術生成的氫氧化鎂,不僅生產成本低,而且不會產生污染環境的物質,有效的避免了二次污染,解決了我國淡水資源短缺的問題。目前清潔生產技術已經被廣泛的應用到冶金工業、印染企業、風能和太陽能發電、煤氣化和垃圾處理等化學生產領域中,取得了良好的效果。
2、生物化學技術的應用
隨著化工產業的發展,化學原料的大量使用加劇了不可再生資源的消耗,同時嚴重的污染了環境,影響了人類身體健康。綠色化工技術中的生物化學技術涉及了基因、細胞和酶等先進的科學技術,利用植物、生物等體內的生物酶和生物催化劑,降低化學生產過程中污染物的生成和排放,這些原材料來源于動植物,來源廣泛成本低。比如利用自然界中的生物酶代替丙烯腈制成丙烯酰胺不僅可以減少環境污染還可以降低能源消耗。在石油化工生產過程中就是采用了氯離子、葡萄糖、丙烯和過氧化氫等作為原料利用生物發酵法制成環氧丙烷和環氧乙烷,?;瘜W反應的生成物是左旋果糖,不會產生氯化鈣等廢棄物,化學反應的生成物成本低,使用性能好有很高的生產和利用價值。
3、光催化技術的應用
化學物在光和催化劑的共同作用下進行的光化學反應與催化反應的有機結合,使化學反應速度得到極大的提高。在氧氣、氧化鋅、硫化鋅、二氧化鈦等常見的光催化劑中尤其是二氧化鈦的效果是最顯著的,被廣泛的應用到化學生產過程中。將二氧化鈦作為功能材料復合到塑料、皮革、纖維、涂料等材料中研制成無毒無害、無污染的二氧化鈦光催化綠色復合材料,能夠充分發揮降解有機污染物的抗菌作用達到除臭和凈化的功效,在建筑材料、室內裝飾材料、家俱以及家用產品的生產過程中被廣泛的采用,為人們生活環境的凈化和環保開辟了新的天地。
四、結語
綜上所述,隨著綠色化工技術的不斷進步與發展,在化學生產過程中被廣泛的應用,極大的減少有毒有害污染物的生成和排放,降低對大氣、土壤、水源等環境的污染,減少不可再生資源的消耗,有效的推動化工產業的可持續化、綠色化健康發展,實現最大的經濟效益、社會效益和環保效益,對社會進步和經濟發展具在積極的促進作用。
作者: 單位:沈陽師范大學化學化工學院
參考文獻:
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關鍵詞:化學工藝;化學物品;綠色化技術;綠色化學
在現代社會不斷發展的過程中,綠色化學基礎也在這一過程中得到了極大的提升,并且逐漸發展成為了一門專業化的學科,這項技術自身屬于系統性的施工方式或者說施工工藝。而目前所廣泛推廣的綠色化學就是化學在進行生產的過程中,通過切實有效的科學技術,來將其完全清楚的一種有效方式,而利用這一方式,能夠達到對空氣進行凈化的目的,這也稱之為經濟性化學。我國當前堅定的認為國民經濟的唯一發展途徑便是可持續化發展,利用綠色化學經濟發展模式能夠使得我國產業結構得到極大的優化,最終達到對社會、經濟、環境進行統一的目的。下文主要針對傳統化學工藝的綠色化技術進行了全面詳細的探討。
1 傳統化學工藝的特點
在我國社會經濟社會飛速發展的過程中,其化學工業在整個生產行業中起到了極其重要的作用,這對于國民經濟的提升來說,具有著極大的促進意義模式,一方面它對于社會發展帶來了促進作用,而另外一方面,它也對社會的穩定帶來了不穩定的因素,這是現代社會的挑戰,也是現代社會的機遇。就當前的實際情況來看,化學工業在整個社會中進行發展的過程中,占有了極大的比例,而其自身所具有的發展速度極其迅速。但是在不斷對化學工業進行發展加快的過程中,其對于環境所可能帶來的隱患也越來越大,既有可能對于生產所需的生態系統帶來危害。這主要是由于化學工業在實際生產的過程中,會進行大量污染物的排放,其污染氣體不僅僅會對于周邊的生產環境帶來危害,還會對于化學工業自身的發展、進步進行了阻礙。即便在這樣的情況之下,其化學工業還是無法完全脫離化學原料,所以,在進行化學原料生產的時候,務必要采用更加先進的生產技術,來減少生產所所帶來的污染,從而達到減緩排放,解決環境問題的目的。
在社會發展的過程中,不管是什么產品在生產過程中都會對環境產生一定的影響,因此我們在對化學產品加工的同時,必須要不斷探索與創新,采用先進的管理措施來管理化學生產技術與手段。一直以來,我國對環境問題都非常重視,也在不斷研究與探索,以此來管理或者改善傳統的化學施工工藝,從而采用先進的技術手段來進行生產,達到綠色環保的效果。
環境問題一直是我們最關注的問題之一,尤其是在化學工業生產與發展過程中,更需要我們采用有效的措施來對環境進行治理,根據總結,對環境的治理可以分為三個階段:第一階段也就是20 世紀70~80 年代,由于這一階段的管理水平比較低,所以在環境治理的過程中,在很大程度上增加了工作的難度;第二階段也就是20 世紀80年代,在這一階段工作人員已經采取了管段處理方式來對化學工藝進行管理,這一處理方式的目的也就是為了避免在生產過程中出現跑、冒、滴、漏等現象。第三階段也就是在20 世紀90 年代,在該階段,環境問題越來越受到人們的關注,人們對于環保意識越來越高,因此在化學工業生產與發展過程中,為了保證社會實現可持續發展,采用了一種綠色化工藝來提高原材料的利用價值,并且有效的防止了對環境的污染,實現了社會、經濟、環境的和諧統一發展。
2 綠色化學的含義與優點
自從二十世紀90年代以來,我國的綠色化學就通過對于交叉學科的工業應用進行發展。這一狀態,不僅是社會和人們意識所產生的快速提升,也是自然發展。所以,我們可以直接哈綠色化學直接認為是現代化學工業發展過程中堅實基礎。也就是說,現代化學工業的發展,只有良好的應用了綠色化學技術,才能夠避免環境中大量有害物質的存在。通過相應的技術來減少環境中的有害物質,從而有效的穩定生態系統。綠色化學的口號最早產生于化學工業非常發達的美國。
綠色化學的核心是:利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染。在當前社會發展的過程中,其在發展和應用的過程中, 其應用技術措施和管理方法不斷的提高, 按照綠色化學的原則、在理想的化工生產方式是:其在反應的過程中,反應方式和反應管理技術措施是當前管理的主要手段和最終產物,綠色化學的主要特點是:
2.1 充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;
2.2 在無毒、無害的條件下進行反應,以減少向環境排放廢物;
2.3 提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產品所消納,實現“零排放”;
2.4 生產出有利于環境保護、社區安全和人體健康的環境友好的產品。
3 綠色化學技術
綠色化學給化學家提出了一項新的挑戰, 在當前國際上有著重
大的領域作用,隨著當前環境問題的不斷嚴峻,在社會發展過程中,對環境要求逐步的提高,這就需要在當前化學生產中對環境保護要求不斷的提高和增加。國際上對其各種需求也日益的增加,國際上對此很重視,因此在當前社會發展的過程中不斷的通過各種技術手段和方式對其進行相關的改進,提高其在控制的過程中各種制度和規章。1996 年,美國設立了“綠色化學挑戰獎”,以表彰那些在綠色化學領域各個做出杰出貢獻的科學家,對其在綠色化學中所造出的各種貢獻給予確認。
大量的與化學品制造相關的污染問題不僅來源于原料和產品,面且源自在其制造過程中使用的物質,最常見的是在反應介質、分離和配方中所用的溶劑,當前廣泛使用的溶劑是揮發性有機化合物(voc),其在使用過程中有的會引起地面臭氧的形成,有的會引起水源污染,因此,需要限制這類溶劑的使用。采用無毒無害的溶劑代替揮發性有機化合物作溶劑已成為綠色化學的重要研究方向。在無毒無害溶劑的研究中,最活躍的研究項目是開發超臨界流體(SCF),特別是超臨界二氧化碳作溶劑,超臨界二氧化碳是指溫度和壓力均在其臨界點(31tC、7477.79kPa)以上的二氧化碳流體,它通常具有液體的密度,因而有常規液態溶劑的溶解度:在相同條件下,它又具有氣體的粘度,因而又具有很高的傳質速度。綠色化學是設計沒有或只有盡可能小的對環境產生負面影響的,并在技術上、經濟上可行的化學品和化學過程的科學。
4 結語
綜上所述,現代社會在飛速發展的過程中,雖然說化學為現代社會的發展起到了極其重要的作用,但是化學危機也同樣對人類的生存帶來了極大的影響。再加上目前化學理論中所存在的不成熟方面,這對于社會的運轉來說,成為了一個極大的安全隱患。所以,保證做到綠色化學,是當前極其重要的研究內容,同時也是現代社會發展過程中的一個關鍵內容?!?/p>
參考文獻
[1] 張來新.化學工業中的新課題———綠色化學[J].貴州化工.2000(S1)
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綠色化工就是要在對環境污染嚴重的地區,進行技術上的加工,使得與環境相協調的可持續發展的化學化工。重視“科學是第一生產力”,要堅持發展可再生資源的使用,以多種多樣的高超技術加以研究。綠色化學前景的探索對于我們還任重道遠。
【關鍵詞】綠色化學化工;綠色概念;綠色化工產品;綠色環境;友好化學
引言
政府只有深入研究和發現各種綠色產品,探討綠色化學化工,才能使出現的問題得到很好的解決,對每一個問題的發生我們都要追根溯源,從根本上根除問題。綠色化學化工技術的應用,正在不斷增多,我們要設計研究低公害,經濟效益高的綠色產品,這就要求我們在一定程度上選擇適當的材料,例如新型的催化劑,溶劑,油漆等。利用自然界中存在的可持續發展條件,以廢棄物作為原始原料,生產一些綠色化學化工產品。國家要想改變傳統的生產模式,就不要有自給自足的傳統思想,否則將可能出現很嚴重的結果。在宣傳方面要倡導綠色化學化工產品,這些產品的新生將會給化學史上增加一筆新的光彩。
環境與綠色這兩個詞是分不開的,綠色環境就是要把環境好好經營,建設社會主義和諧社會。改革開放以來各種污染物大量出現,同時還有一部分人為了暴利不惜破壞環境,所以要研究出符合經濟條件的綠色化學化工產品,取得一定的經濟效率。
一、綠色化學化工的重要性
(1)世界各國在發展建設過程中不斷造成對環境的影響,例如泥石流,地震的頻頻發生,以致于對綠色化工越來越重視。
(2)綠色化學化工基本的問題是技術與人才問題,綠色化工可以很好的保護環境和帶動一系列的化工產業的飛速發展,在工業上起到經濟效益好,實用性強的理念,還可以消除化工工業對社會和環境的各種影響。
(3)綠色化學化工具有一定的循環利用性,工業的加速發展,使得一些資源的利用率得到百分百的提高,綠色化學在國際上被稱為是解決污染物的科學殺手。從目前看來,綠色化學化工前景廣闊。
(4)化工上要解決一些技術上的難題,從觀念上強化,在制造綠色產品方面,要有好的建設,制度要明確。
二、政府重視綠色化工技術和人才的教育培養
政府要主導綠色化工的技術發展,優化政策對于綠色環境的要求,要樹立“以人為本的原則”,觀念上要高效,經濟實惠,簡潔,建立一系列的新形勢下政企的合作關系,國家政府要落實和扶持這一方面的有關條例。其中還要結合對高新技術產業發展的綠色化學化工產品,優化環境等有利條件。
加快建設對于綠色化學化工方面的人才,在國家的扶持下開發綠色化工的發展和服務。
國內先前在冶金、鋼鐵、礦類上的開發導致了很多問題的發生,現在需要綠色化學化工產品的加入為這一類企業注入新的血液。在綠色化學化工產品的設計和建設中加入高技術的含量。
化學與化學工業有著本質上的差別,以前的原料,不可再生資源的危害,相信大家有目共睹,這些問題制約了國家化學工業和環境的協調發展,充分利用可再生資源,是綠色化學化工的首要解決的問題之一。對于這一方面,人才上要遵循科學發展的道路,要有著對未來前景的預測,人才具備這些才能很好的為國家和人民服務。學校培養人才研究,綠色化工的規劃,研究論文,環保意識上,要深入到骨髓里。綠色化學代表了化學和化工學科的共同發展趨勢和目標之一,即無論是化學還是化工,不僅要面對社會發展對環境、健康和能源等方面日益嚴格的要求。
三、綠色化工的前景預測
(1)我國企業主要是以工業化為主,所以綠色化學工業在國民經濟中占有主導作用,對推動我國加速發展社會主義和諧社會做出了巨大貢獻。
(2)化學工業在教育方面,雖然有很多不完善的地方,但還是可以培育一代代優秀工業人才,這些人才使得綠色化學化工業的發展加速。
(3)綠色化學觀念上實施科學主義發展觀,貫徹落實以人為本的原則。
(4)綠色化學含義的這種變化不僅得到各國政府的高度關注,而且也使它所涉及的內容也越來越廣,越來越豐富。從它現在代表的意義來看,還可用環境友好化學、可持續發展、清潔生產等詞匯來描述,在當今社會,環保,政治,國際上多方面的推動下,我們綠色工業發展前景相信會越來越廣闊,也將會越來越好。
四、我國對于綠色化學化工上采用的戰略
1、國家研究院建立了專門的機構,目前我國有很好的合成、催化綠色化學技術。如研究院的基礎研究綠色化學合成,有機化學產品的檢測和研究。
2、在戰略實施上重視可再生資源,自然界中含有最多的木質素和纖維素的植物,有著一定的可再生資源,總結方案,在綠色化學化工的問題上采用更好的方案。
3、戰略上要重視解決資源浪費的問題的發生,迅速推動國內的科學化工業的發展等,國際上對于綠色化工工業產品的溶劑,反應條件,催化劑等化學使用方法,對于高原子的組合,目標分子的研究,使綠色化學工業上保持了有效的功能外,同時讓有害影響降到最低,體現了經濟效益、環境效益和社會效益的統一。
結束語
從綠色化學化工的定義,原理研究的方向下,我國慢慢的展現了完整的綠色化學化工體系,以及國家人民對于綠色化學化工意識上的加強,但是目前還有很多方面不夠健全,如發展速度很快,導致一些內部問題的發生,還有對于綠色化學化工的產品定位,望日后有更多推進綠色化學化工的方案。
參考文獻
[1]麻生明.環境友好的合成化學.1999年科學發展報告[J]北京:科學出版社,1999.101-105
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關鍵詞: 化學工程;綠色科技;環境保護;綠色化學
1 綠色科技促使溫室氣體排放量減少
我們所謂的溫室氣體,主要指的就是二氧化碳。無論是以往的科技革命和工業革命之前的生產,還是現階段科技含量高,日趨現代化、國際化的社會化大生產,這些工廠每年要向大氣排放數萬甚至數十萬噸的二氧化碳[1]。這些二氧化碳氣體的排放,成為了造成全球性的溫室效應的罪魁禍首。而在應對氣候變化的法律法規出臺之前的相當長的一段時期內,造成這一現象的那些工廠卻不用為溫室效應負擔任何一點費用。
現在這一狀況已經得到了明顯的改善,許多化工企業正積極的開發和利用新的科學技術,來達到減少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企業將二氧化碳作為化工產品生產過程中的一種原材料來使用。例如,有的化工企業將其他化工產品的生產過程中所產生的二氧化碳氣體作為一種原材料來生產尿素。僅這一種工藝,就可以使該企業的每年的二氧化碳氣體排放量減少數十萬噸。
2 海水淡化工程的預處理過程中運用綠色科技
每個人的生活都不能離開水,水對于每個人的生命和整個社會的發展而言是絕對不能缺少的,資源。而這種重要的資源,又具有這有限性、不可再生性等特點。隨著社會和經濟的迅猛發展,淡水的危機成為了世界性的環境難題。而我們中國,又是世界上最缺乏淡水資源的國家之一。因此,海水淡化技術的應用,就成了緩解我國淡水資源匱乏現狀的一種有效的途徑。隨著近年來科技的快速發展,海水淡化所必須的成本也在逐漸的趨于大眾化,使這一技術不再是那些經濟發達的國家才使用的起得奢侈的技術。許多發展中國家也引進并采用了這一技術。
海水淡化技術指的就是一種利用物理上的或者化學上的方法將海水里面的鹽和水進行分離的技術。在進行海水淡化技術的預處理進程中,任何影響環境狀況的不良影響都沒有產生。并且在獲取海水資源的過程中,并沒有繼續對生態環境構成傷害。我們的黨所提倡的可持續發展戰略的思想,就是指要在滿足自身生存發展的需要的同時,為子孫后代留下了可以繼續發展的環境狀況。因此,將綠色的化學工藝運用于海水淡化的過程中的這一舉措至關重要。因此,將綠色的科學理念與化工產品的生產過程聯系在一起,便成為了現代世界化的化工生產中的主要方向之一。在海水淡化構成的預處理過程中產生了一些氫氧化鎂,成為了環保領域新的寵兒,這種物質具有成本低廉,工藝簡單、不產生二次污染,處理效果良好的特點,具有非常廣闊的發展前景。
3 綠色化學技術在我國傳統香精香料工業中的應用
在日常化學產品的生產中,香精香料是不可缺少的添加劑之一。我國的香精香料產品在國際市場上的出口,是我國進出口貿易的一項重要組成部分。但是由于經濟危機的影響逐漸加深,及全球性經濟蕭條的狀況逐漸加劇,我國的香精香料出口產業收到了很大的打擊,產品訂單大幅度減少。
在深入地調查我國香精香料產品出口訂單銳減現象的原因之后,不難發現,產品中有害雜質含量超標,是其真正并且主要的原因。造成有害雜質含量超標的原因則在于生產工藝方面的缺陷。例如提取原料的成分在產品中有殘留以及包裝材料的使用不當等原因。其中,提取原料的成分在產品中的殘留的問題,可以通過研究和開發新的提取技術來改變。包裝材料使用不當的問題,則應通過加強企業和工廠的監管力度,督促生產商家和企業反復試驗,選取符合有害雜質含量標準的外包裝物等方法來改善。還要牢牢掌握我國香精香料產品的優勢方面,不斷加強新技術的研究和其在實際生產中的應用,才能夠滿足生產出高質量、低能耗的香精香料產品的要求。
4 綠色化學使可持續發展戰略任務逐步向前推進
傳統的化工生產,給我們的生活創造了非常豐富的物質基礎和能源。其在對人類歷史的發展進步的工程中所做的貢獻是不不忽略的。但是呢,又由于化工產品生產的原材料和生產過后的殘余物中,存在著大量的有毒有害物質,這些物質又造成了很多環境污染問題以及生態平衡的失調。這樣,就又阻礙了社會經濟的繼續發展。新世紀,面對嚴峻的環境污染所提出的挑戰,可持續發展戰略這種道路的選擇,成為了歷史的必然。
實現社會經濟的可持續發展,已經成為了我國的一項基本的國策。作為社會經濟的重要組成部分的化學工業,在這一基本國策的指導之下,最行之有效的實現可持續發展戰略的方法便是綠色化學的開發和利用。綠色化學,不單單是指那些對環境產生的有害影響小甚至沒有有害影響的化學生產過程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明顯的價格平民化的化學化工技術的研究以及應用。綠色化學的生產過程只產生非常少量的廢物處理,或者不產生廢物處理。其最主要的特點便是在生產的過程中,最大程度地充分利用資源,使原材料轉化為產品,盡量不產生污染。有利于化學化工產業的發展以及可持續發展戰略這一道路的切實執行。
參考文獻
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油田壓裂技術在油氣井增產中應用廣泛,該技術在應用于剩余油的潛力發掘和致密油開采中效果明顯,壓裂技術主要是把壓裂液強行注入含油地層后使得地層產生裂縫,因而更多的石油會流入生產井,使得油田實現增產。而壓裂液隨后需外排,稱之為壓裂廢液,其特點為COD值高,懸浮物含量高,礦化度高和高粘度等[1]。
1 壓裂廢液的危害及主要處理方法
水基壓裂液在常規壓裂作業中應用最為普遍,生產作業完成后所產生的壓裂廢液中主要含有有機物例如胍爾膠和酚類、石油類、陰離子例如氯離子及各種添加劑等,與此同時大部分廢液中含有大量未處理原油、醛類及胺類等有害物質,這些決定了其內在污染物的成份復雜,并且比較穩定難以降解[2]。如果不經過有效處理措施即排出其中的難降解物質就會對周圍環境,地表水系,農作物,大氣環境等造成嚴重污染。與此同時大量含有重金屬離子的廢水會進入大自然,對生態系統和水資源的破壞無法恢復,因此采取措施降低其污染程度是勢在必行。
處理壓裂廢液的方法主要有化學氧化法,絮凝沉淀法,過濾/吸附法,光催化氧化,電催化氧化,Fenton氧化和超聲波氧化等。其中化學氧化中主要使用的氧化劑包括臭氧、次氯酸鹽、高錳酸鉀、高鐵酸鉀、過氧化氫、二氧化氯和氯氣。
2 綠色化學技術的優點
美國化學會提出綠色化學這一概念,目前已經在世界得到廣泛的支持和響應。根本理念為在源頭上利用化學原理減少或進一步消除工業或工業化工生產對環境的污染;期望將反應物的原子100%轉化為理想終產物。綠色化學應用和具體實施在化工生產中更為普遍,綠色化學技術在處理全球污染問題上占有重要地位,旨在減少甚至完全消除不利于人類健康和環境的反應原料的使用,反應過程的利用,從而在根本上減少或消除污染的化學技術[3]。
3 綠色化學技術在壓裂廢液處理中的應用
3.1 高鐵酸鹽氧化法
一般認為高鐵酸鹽在水中分解方程為
FeO42-+8H++3eFe3++4H2O (1)
FeO42-+4H2O+3eFe(OH)3+5OH- (2)
2FeO42-+3H2O2FeO(OH)+(3/2)O2+4OH- (3)
高鐵酸鹽氧化有機物首先發生二聚反應,即高鐵酸鹽與反應物形成復合體,然后在復合體上發生電子轉移,形成初級產物,六價Fe離子被順序還原為四價Fe離子,三價Fe離子和二價Fe離子。由上式不難看出反應產物為含有Fe離子的水,高鐵酸鹽一般在工業上應用為預氧化,不需要改變現有工藝流程,不需要增加大的設備,可替代工場上的預氯化手段,從而減少三鹵甲烷,鹵乙酸等強致癌有機污染物。由此可以看出高鐵酸鹽氧化法處理壓裂廢液時符合綠色化學第四條設計安全的化學品和第十條產物應設計為發揮完作用可分解為無毒降解產物原則,是一種綠色化學技術。
郭威等在用K2FeO4處理壓裂液時發現在K2FeO4加量為3 000 mg/L,反應條件為pH=13.0反應時間40 min,非常規壓裂返排液的粘度降低到1.4 mPa/s, COD、SS、油含量和色度的去除率分別達到59.1%,93.3%,95.2%和88.9%,能夠有效的去除壓裂液中的污染物質[4]。劉旭東等在運用高鐵酸鹽處理壓裂液時發現在初始 pH=9,氧化反應時間30 min,高鐵酸鈉投加量5 mmol/L,試驗中 COD 的去除率達到50%以上[5]。
3.2 臭氧氧化法
臭氧間接氧化的作用機理一般為
3O3+OH-+H+2OH-+4O2 (4)
在水溶液中的臭氧易被誘導發生自我分解反應,通過鏈反應生成羥基自由基(OH-),它是一種強氧化劑,因此臭氧與污染物間接反應為兩個步驟:首先臭氧發生自分解反應生成羥基自由基,然后是具有強氧化功能的羥基自由基氧化污染物。另一種情況是臭氧直接氧化污染物,選擇性較強,一般來說都是臭氧直接作用于有機物中的飽和鍵上生成羥基過氧化物和過氧化氫。由此可以看出臭氧氧化法處理壓裂廢液時符合綠色化學第四條設計安全的化學品和第十條產物應設計為發揮完作用可分解為無毒降解產物原則,是一種綠色化學技術。
林沖等對外排水進行臭氧處理使其中中大分子有機物降解為小分子,并且臭氧將會繼續對小分子有機物產生礦化作用,將不飽和價鍵的有機物轉變為氯反應惰性的有機物,表現為被氧化后外排水氨氮、氰化物和硫氰化物等的同步降低或去除[6]。秦芳玲在處理壓裂廢液時發現臭氧直接氧化和間接反應。直接反應在低pH條件下進行, 該反應速度快但選擇性差; 在高pH時, 則通過OH-促進水中臭氧的分解, 產生羥基氧化水中有機物, 該反應選擇性強且反應速度較慢,反應后生成OH-[7]。冀忠倫等在在絮凝劑加量為250 mg/L,助凝劑加量為10×10 mg/L,臭氧濃度為25 mg/L,催化劑TiO2加量為1 g/L ,pH為8的條件下, COD達到國家二級排放標準[8]。
3.3 芬頓試劑氧化法
芬頓試劑在處理高濃度,難降解,毒性大的壓裂廢液時應用廣泛。下式為其在水中被誘導分解的過程: e2++H2O2OH-+OH·+Fe2+ (5)
Fe2++ OH·Fe3++OH· (6)
Fe3++H2O2Fe2++HO2·+H+ (7)
HO2-+H2O2O2+H2O+OH (8)
RH+OH·R·+H2O (9)
R·+Fe3+R++Fe2+ (10)
R++O2ROO+FCO2+H2O (12)
R·+H2O2OH+OH· (12)
由上式可以看出,反應生成的產物主要是含有鐵離子的廢水,且羥基在水中可以自由降解,生成產物為水。由此可以看出芬頓試劑氧化法處理壓裂廢液時符合綠色化學第四條設計安全的化學品和第十條產物應設計為發揮完作用可分解為無毒降解產物原則,是一種綠色化學技術。
何靜等研究了芬頓試劑對壓裂液殘渣進行降解的效果,發現將原膠液(pH≤7)與交聯破膠體系(0.7%硼砂+0.3%APS+2%芬頓試劑+其他助劑) 以體積比10∶1混合后,處理3 h后的破膠液中的殘渣含量較單獨使用APS 時降低了42 mg/L,固體顆粒含量下降38%,破膠液對支撐劑導流能力的傷害下降近11.7%[9]。董小麗采用 Fenton 氧化-絮凝-SBR 聯合處理方法處理油田壓裂廢液:在30%雙氧水(體積分數)加量為0.2 %、FeSO4加量為20 mg/L 條件下進行Fenton氧化 30 min,再按PAC加量為70 mg/L、PAM 加量為3 mg/L、攪拌速度100 r/min 條件下進行絮凝處理30 min后,進入SBR反應器曝氣8 h和沉降1 h后,處理后壓裂廢水的CODcr 從4 132.92 mg/L降至 190.38 mg/L,其去除率可達 95.4 %[10]。
3.4 光催化氧化
光催化氧化法是在特殊的光照條件下發生的有機物參與的氧化分解反應,最終把有機物分解成無毒物質的處理方法。光催化氧化法由于產生的電子-空穴對具有較強的氧化和還原能力,能使有毒的有機物被氧化,并且降解大多數有機物,最終生成簡單的無機物。由其原理可以看出光催化氧化符合綠色化學中的第四條設計安全的化學品和第七條原料可再生原則,是一種綠色化學技術。王松等采用混凝-氧化-吸附-光化法處理壓裂液,處理后出水進入系統水后沒有生成沉淀、氣體等,對系統水水質沒有較大改變,處理后出水的pH值為7.11、含鐵為0.5 mg/L、含油為0.5 mg/L、含硫為7.6 mg/L、細菌為76個/mL、懸浮物為4.7 mg/L,達到了回注標準[11]。
3.5 電化學法
電化學法具有絮凝,氣浮,氧化和微電解作用,在處理壓裂液時電絮凝,電氣浮和電氧化往往同時進行。在電流的作用下,廢水中的部分有機物可能分解為低分子有機物,還有可能直接被氧化為CO2和H2O。不難看出電化學法符合綠色化學中的第四條設計安全的化學品和第七條原料可再生原則,是一種綠色化學技術。聶春紅等考察了電催化氧化對于油田采出水低濃度的有機物質降解COD的效果,運用ti/lro2-ta2o5電極進行處理COD可降到140 mg/L以下[12]。劉思帆等采用“中和-混凝-Fe/C 微電解Fenton 試劑法處理壓裂液時發現Fe/C微電解實驗:pH值為2、反應時間為20 min、鐵碳比為5:1, COD去除率可達52.7%。
3.6 超聲法
超聲波在壓裂廢液處理中的作用原理,重點在于超聲的空化效應,超聲在水中進行傳播時會進行液相的聲化學效應,由空化效應能夠使水中的OH鍵斷裂形成羥基自由基,并且產生游離氧及H2O2。水中的污染物所含有的有機物與產生的羥基自由基和H2O2進行反應,從而氧化降解甚至直接分解有機污染物。由其原理可以看出超聲法符合綠色化學中的第四條設計安全的化學品和第七條原料可再生原則,是一種綠色化學技術。胡松青等研究了超聲、納米TiO2光催化單獨處理及聯合處理石油污水COD的效果,發現在聯合處理條件下壓裂廢液COD去除率明顯上升,與單獨使用納米TiO2光催化處理時提高15%,COD去除率達到46.8%,降解后符合排放標準[13]。
3.7 混凝法
混凝法也稱為混凝澄清法,是對不溶態污染物的分離技術,指在混凝劑的作用下發生脫穩架橋過程使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚成絮凝體。何紅梅等使用復合高分子絮凝劑對壓裂返排液進行處理,廢水中COD值由2 298 mg/L降至597 mg/L,COD的去除率達到74%,處理后廢水水質得到改善,為后續的處理大大減輕了負擔,具有很好的實用價值[14]。
3.8 吸附法
吸附法處理是利用多孔性固體相物質吸著分離水中污染物的處理過程。鐘 顯等研究了混凝-Fe/C微電解-活性碳吸附法工藝對壓裂返排液進行預處理,發現COD的去除率達47.9%,提高了壓裂返排液的可生化性[15]。萬里平等采用混凝-次氯酸鈉氧化-Fe/c微電解-HZOZ/FeZ-催化氧化-活性炭吸附處理壓裂液時發現通過活性炭深度處理,求出吸附等溫式為:q=1.78C0.58,當活性炭投加量為4 g/L時,COD去除率為48.3%[16]。張方元等用混凝氣浮-過濾-膜生物反應器(MBR)-活性炭吸附工藝對壓裂液進行處理,出水達到GB8978–1996《污水綜合排放標準》中一級排放標準[16]。
4 展 望
隨著對油田壓裂廢液的關注越來越多以及國家政策對于環境保護力度越來越大,綠色化學化工技術以其能運用現代科學技術的原理和方法,從源頭上減少或消除化學工業對環境的污染的優勢在油田壓裂廢液處理上顯現出巨大優勢。雖然綠色化學是人們追求的目標,但在現階段做的處理過程中完全沒有有毒有害物質生成是不能完全實現的,所以處理壓裂液廢水的反應綠色化將更加重要。現階段采用的綠色化學化工單工藝處理效果比較一般,把多種綠色處理工藝結合起來效果會增強很多。隨著對油田壓裂廢液的進一步關注,綠色化學化工技術將在未來處理油田壓裂廢液的環境保護中展現出巨大的作用。
篇6
社會在不斷進步,生活必將更加精彩,隨著老百姓消費升級步伐的加快,將有越來越多的美好事物呈現在我們的生活中。在此過程中,化工行業尤其是高端化工新材料行業一定能夠大顯身手,大有作為。
桃李不言,下自成蹊?;τ谏钏鞯呢暙I,盡管是隱性的成分居多,但不可否認是巨大的、至為關鍵的。從這個意義來說,化工無疑是人類美好生活的“幕后英雄”。
守護人類健康
當前,化學合成藥物依然是國際藥品市場的主流,醫藥中間體、制劑都是化學工業的成果。有數據統計,目前我國可生產2000多種化工原料和醫藥中間體,產量居世界第一,化學藥品制劑近100個劑型5000個品種,制劑產能居世界前列。我國已成為世界制藥大國。同時,我國藥品的需求和使用也快速增長,有權威機構預測,2011年我國可望成為世界第三大醫藥市場。
目前,幾乎所有的β-內酰胺類抗生素我國都能生產,而且成本低廉。其中,青霉素產量居世界前位,大量出口供應國際市場;頭孢類抗生素基本自給自足,還能部分出口。為β-內酰胺類抗生素主要配套的醫藥中間體苯乙酸,我國現有生產廠家近30家,總年產能力約2萬噸。
我國現已開發并投入批量生產的喹諾酮類抗菌藥主要有諾氟沙星、環丙沙星、氧氟沙星、依諾沙星、洛美沙星、氟羅沙星等,其有效成分均為合成化學物。
此外,我國還是世界上最大的解熱鎮痛藥生產國,阿司匹林、撲熱息痛、安乃近等品種的年產量均超1萬噸,非那西丁、氨基比林、安替比林等品種的年產量超過1000噸。隨著解熱鎮痛藥的增長,其醫藥中間體也獲得了長足的發展。
現代醫學越來越離不開手術治療,而手術則越來越仰仗化工、材料等相關學科的科技進步。小到輸液用軟管和注射用器具,大到人造組織、人造器官,無不需要高分子材料技術。
長期以來,國內不少醫用耗材都采用聚氯乙烯材質,近年來,隨著醫用耗材的衛生要求日益嚴格,熱塑性橡膠SBS的加氫產物(SEBS)等一批綠色環保醫用材料如雨后春筍般興起,為人們的身心健康再添一道保險。
現代醫學的一大奇跡是仿生材料的問世,人體器官移植與重生不再是夢想。目前臨床應用的人造血管材質主要為滌綸和膨體聚四氟乙烯兩種。截至目前,許多科學家已從生物高分子材料或合成高分子材料中制造出了一二十科人造皮膚,如透明質酸膜、聚乳酸膜等,可誘導自體的組織細胞生長,形成新的、結構規則的真皮樣組織,從而重建真皮層。假肢材料過去多用鋁等硬金屬材料制造,隨著化學工業的發展,硅橡膠、聚乙烯、聚丙烯酸樹脂3種化學物質成為常用的假肢材料,能使假肢制品更輕,更方便患者使用。對于人工器官,膜材料是其重要的介質,如人工胰采用的高分子膜材料很多,比較成功的有聚賴氨酸一海藻酸體系、聚丙烯酸酯體系、殼聚糖一海藻酸體系等。
還有手術用消毒劑、明膠水、交聯劑、增塑劑等,手術用黏合劑和縫合用合成纖維線,醫用靶向載體等,都是現代化工與材料科學的結晶。毫無疑問,化學工業的進步,將給健康醫療現代化帶來了更多的奇跡。
助通訊工具升級換代生產高效
近兩年,美國蘋果公司引領的一場智能手機、平板電腦娛樂風暴風行全球,這類產品的娛樂功能,深受年輕人的喜愛。令化工業界自豪的是,這類電子產品的材質很多都是化學材料,如鋼化有機玻璃、UV樹脂材料、特種塑料、觸摸屏材料、化學電池材料等電子化學品。毫不夸張地說,蘋果手機、平板電腦是多種高端材料的完美組合,而化工材料無疑是其中的主角。
通訊工具對于人們及時聯系溝通意義重大。改革開放以來,我國通信行業發生了巨大變化,在這其中,電子化學品行業立下了汗馬功勞。目前,中國已經成為全球最大的電腦生產國,而每臺電腦所需的配套化工產品有:用于顯示器的液晶材料、取向劑、導電膠、黏合劑及清洗劑,集成電路制造所需的光刻膠、高純試劑、助焊劑、塑封料,制造芯片的超純硅原料,外殼和部件所用塑料材料,打印機所用的硒鼓……我國研發生產的上萬種電子化學品,為電子信息技術的發展與辦公自動化奠定了基礎。
此外,中國也是手機生產大國,而手機產品無論從顯示屏、殼體材料、集成電路板還是電池等,都必須大量采用化工材料。隨著全球智能手機和平板電腦市場的快速增長,制造電子產品所需的電子化學品也需求大增。目前,我國生產的電子化學品的品種已達上萬種。僅從電子產品外殼材料來說,聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯就應用最為廣泛。
信息產業的發展以芯片技術為前提,而高性能的芯片有賴于高質量的原材料。對于集成電路產品而言,封裝技術是非常關鍵的一環。近年來我國在集成電路封裝材料方面已經取得一系列重大突破,目前環氧類封裝材料用量最大,其次是有機硅類封裝材料。
篇7
【關鍵詞】 綠色化學 環境污染 環境治理
當今時代,化學真正成為了一門最有用的科學?;瘜W科學的研究成果和化學知識的應用為推動人類的進步起到了決定性的作用。目前,化學及其制品已經滲透到人類生活、生產和國民經濟的各個領域。但另一方面,化學化工的發展為人類的生活改善提供了源源不斷的能源和物質基礎,但同時又造成了很多的能源和環境問題。“綠色化學”的出現,為人類最終從化學的角度解決環境和能源問題帶來了新的希望。
一、概念及核心內容
1.概念。綠色化學又稱環境友好化學或清潔化學,是指化學反應和過程以“原子經濟性”為基本原則,即在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子,在始端就采用實現污染預防的科學手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學。
2.核心內容。原子經濟性是綠色化學的核心內容,這一概念最早是1991年美國Stanford大學的著名有機化學家Trost提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化成了產物。理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百地轉變成產物,不產生副產物或廢物,實現廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應的原子經濟性,認為高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結合到目標分子中。綠色化學的原子經濟性的反應有兩個顯著優點:一是最大限度地利用了原料;二是最大限度地減少了廢物的排放。
二、滲透“綠色化學”思想
我國古代就有“不竭澤而漁,不焚林而獵”的保護自然環境的思想。今天,我們保護環境不僅要保護環境不受污染,而且要繼承古代環境保護的思想,合理利用資源,以保證資源的永續利用。我們應該懂得保護環境就是保護我們自己。為了更好地保護環境,許多國家正在廣泛地宣傳環境保護思想,制定相應的法律法規。我國于1979年9月頒布了《中華人民共和國環境保護法(試行)》,并在1983年底召開的全國第二次環境保護大會上將保護環境確立為我國一項基本國策。
白色污染是當今社會的一大公害,而且越來越受到公眾和政府的關注。塑料作為人工合成的高分子材料,由于它有良好的成膜性、絕緣性、成型性、耐酸堿、耐腐蝕,外觀鮮艷,而且它具有極其低廉的價格,隨著石油化工的發展迅速成為人類不可缺少的一種材料。然而隨著塑料的大量使用,廢棄塑料難于降解,嚴重污染了人們所居住的環境,還有的塑料會引起人類新的疾病的產生。如今,綠色蔬菜、綠色產品、綠色科技、綠色化學,還有現在所提倡的綠色飯店、綠色學校,都成為最時髦的名詞。綠色話題成為人類最具共識的話題。這種綠色意識,是人類重新審視自然的表現。只有培養人類真正意義上的“綠色意識”,才能實現對環境,對人類更友善的化學――綠色化學。
因此,人類在生產、生活中都應貫穿綠色化學的思想,在生活中對其廢棄物要妥善處理,決不能隨意傾倒,造成環境污染。
三、設計“綠色新工藝”
我國在環境資源、容量方面,總量雖大但人均擁有量很小。經濟生產的特點是工業技術水平整體不高,能源和資源消耗及污染排放量高,鄉鎮企業比重還是很大,“三廢”基本沒有經過任何處理就四處排放,污染十分嚴重。但是人們不能走“先污染破壞,后治理恢復”的道路,也不能走“邊污染,邊治理”的道路,而應該采取我國政府制定的“全面規劃,合理布局,綜合利用,化害為利,依靠群眾,大家動手,保護環境,造福人民”的環境保護方針,還要在化工工藝上采取更為綠色的、環保的工藝過程。綠色化學不是被動地治理環境污染,而是主動的防止化學污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學是更高層次的環境友好化學。
1.設計環保工藝。開展環境分析方法和標準化的研究,建立高靈敏度、高選擇性、快速、自動化程度高的監測方法;開發新材料、新能源、用綠色化學工藝代替經典工藝;在制定污染物向環境排放量標準的同時與其他手段相結合,積極開展處理和利用廢物的技術研究,變廢為寶。三廢的處理過程不應產生或少產生新的污染,這樣才能實現減少或消除污染。
2.開發和生產綠色產品。綠色產品是指產品在使用過程中和使用后不會危害生態環境和人體健康,產品具有合格的使用功能及使用壽命,產品易于回收、利用和再生,報廢后易于處理,在環境條件下容易降解。如日常生活中適用的包裝材料,用后可以進行再利用,如用再生紙作購物袋,用再生塑料制造各種容積,不但可節約寶貴的資源, 還可以減少固體廢棄物的排放。
四、綠色化學與環境治理
目前,隨著綠色化學作為學科前沿方向的逐步形成, 在很短的時間內,通向綠色化學的各種途徑已隱約可見。這說明綠色化學是有效的,也是有益的。從科學觀點認識,綠色化學是對傳統化學思維方式的更新和發展;從環境觀點認識,它是從源頭上消除污染;從經濟觀點認識,它合理利用資源和能源,降低生產成本,符合經濟可持續發展的要求。其目的就是要把現有化學和化工生產的技術路線從“先污染、后治理”改變為“從源頭上根除污染”。然而,必須指出的是, 綠色化學與環境治理是完全不同的概念。環境治理是對已被污染的環境進行治理,使之恢復到被污染前的面目; 而綠色化學則是從源頭上阻止污染物的生成,即所謂污染預防。因此,只有通過綠色化學的途徑,從科學研究出發,發展環境友好化學、化工技術,才能解決環境污染與經濟可持續發展的矛盾。另一關鍵問題是培養具有環境保護意識的人,樹立可持續發展的觀念。通過宣傳,強化公眾的環境意識。作為高等學校培養的各種層次的高素質人才,應努力學習有關知識,加強對保護環境,改善環境的責任感。創造一個清潔美好的生活環境是人類的共同愿望,給后代留下一個良好的環境,也是我們這一代人所必須履行的責任和義務!
相信隨著科學技術的進步和人們綠色意識的提高,只要我們用好綠色化學技術,搞好經濟,我們賴以生存的地球環境會變得更加美好。
參考文獻:
[1] 王恩舉.漫談綠色化學[J].大學化學,2002,(4).
篇8
【關鍵詞】綠色化學;環境污染;環境治理
當今時代,化學真正成為了一門最有用的科學?;瘜W科學的研究成果和化學知識的應用為推動人類的進步起到了決定性的作用。目前,化學及其制品已經滲透到人類生活、生產和國民經濟的各個領域。但另一方面,化學化工的發展為人類的生活改善提供了源源不斷的能源和物質基礎,但同時又造成了很多的能源和環境問題。隨著化學品的大量生產和廣泛應用,人類對全球性環境污染的加劇、能源的匱乏和資源的減少日益關注。人們逐漸發現,僅依靠開發更有效的污染控制技術對改善環境是很有限的,而應該把注意力集中到原始污染的預防上則對消除污染更有效。“綠色化學”的出現,為人類最終從化學的角度解決環境和能源問題帶來了新的希望。
一、概念及核心內容
1.概念。綠色化學又稱環境友好化學或清潔化學,是指化學反應和過程以“原子經濟性”為基本原則,即在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子,在始端就采用實現污染預防的科學手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學。
2.核心內容。原子經濟性是綠色化學的核心內容,這一概念最早是1991年美國Stanford大學的著名有機化學家Trost提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化成了產物。理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百地轉變成產物,不產生副產物或廢物,實現廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應的原子經濟性,認為高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結合到目標分子中。綠色化學的原子經濟性的反應有兩個顯著優點:一是最大限度地利用了原料;二是最大限度地減少了廢物的排放。
二、滲透“綠色化學”思想
我國古代就有“不涸澤而漁,不焚林而獵”的保護自然環境的思想。今天,我們保護環境不僅要保護環境不受污染,而且要繼承古代環境保護的思想,合理利用資源,以保證資源的永久利用。我們應該懂得保護環境就是保護我們自己。為了更好地保護環境,許多國家正在廣泛地宣傳環境保護思想,制定相應的法律法規。我國于1979年9月頒布了《中華人民共和國環境保護法(試行)》,并在1983年底召開的全國第二次環境保護大會上將保護環境確立為我國一項基本國策。
白色污染是當今社會的一大公害,而且越來越受到公眾和政府的關注。塑料作為人工合成的高分子材料,由于它有良好的成膜性、絕緣性、成型性、耐酸堿、耐腐蝕,外觀鮮艷,而且它具有極其低廉的價格,隨著石油化工的發展迅速成為人類不可缺少的一種材料。然而隨著塑料的大量使用,廢棄塑料難于降解,嚴重污染了人們所居住的環境,還有的塑料會引起人類新的疾病的產生。通過對城市垃圾焚燒場的煙塵分析發現以下幾種含氯有機物常同時存在,即:多氯二苯并-對二惡英(PCDD)、多氯二苯并呋喃(PCDF)、氯苯和氯代酚等。這些物質都是對人體非常有害的。如今,綠色蔬菜、綠色產品、綠色科技、綠色化學,還有現在所提倡的“綠色學?!?,都成為最時髦的名詞。綠色話題成為人類最具共識的話題。這種綠色意識,是人類重新審視自然的表現。傳統觀念中把人類和自然放在對立的位置上,人類總是妄圖征服自然,操縱自然,為己所用,卻完全不顧及自己賴以生存的環境破壞。而綠色意識把人看成是自然界中的一員,追求的是人與自然的統一以及人對自然的尊重。只有培養人類真正意義上的“綠色意識”,才能實現對環境,對人類更友善的化學——綠色化學。
因此,人類在生產、生活中都應貫穿綠色化學的思想,在生活中對其廢棄物要妥善處理,決不能隨意傾倒,造成環境污染,有的還可以變廢為寶。如使用環保節能電池;使用太陽能熱水器;使用節能燈;不食保護的野生動、植物等。如不使用難降解的一次性飯盒,少使用與廢棄塑料袋,不亂扔廢舊電池等。關注重大的綠色化學研究成果。如環境友好的海洋生物防垢劑,新配方汽油,環境友好柴油等。使用具有綠色環保標志的產品如綠色電冰箱,無磷洗衣粉,太陽能熱水器等。當然我們要鼓勵大家多騎自行車,少用機動車。
三、設計“綠色新工藝”
我國在環境資源、容量方面,總量雖大但人均擁有量很小。經濟生產的特點是工業技術水平整體不高,能源和資源消耗及污染排放量高,鄉鎮企業比重還是很大,“三廢”基本沒有經過任何處理就四處排放,污染十分嚴重。以2006年甘肅徽縣鉛錠冶煉廠鉛中毒事件為例,涉及村民2000多人,其中373人為兒童。這些兒童中,90%以上血鉛超標,最高者血鉛含量超標數倍,被診斷為重度鉛中毒,被診斷為重度鉛中毒年齡最小的孩子,只有1歲2個月。而成人中血鉛超標也很普遍。依次來看,人們不僅不能走“先污染破壞,后治理恢復”的道路,也不能走“邊污染,邊治理”的道路,而應該采取我國政府制定的“全面規劃,合理布局,綜合利用,化害為利,依靠群眾,大家動手,保護環境,造福人民”的環境保護方針,還要在化工工藝上采取更為綠色的、環保的工藝過程。綠色化學不是被動地治理環境污染,而是主動的防止化學污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學是更高層次的環境友好化學。
1.設計環保工藝。開展環境分析方法和標準化的研究,建立高靈敏度、高選擇性、快速、自動化程度高的監測方法;開發新材料、新能源、用綠色化學工藝代替經典工藝;在制定污染物向環境排放量標準的同時與其他手段相結合,積極開展處理和利用廢物的技術研究,變廢為寶。三廢的處理過程不應產生新的污染,這樣才能實現減少或消除污染。更有實際意義的是綠色工藝的設計。如粉煤加壓氣化技術:該氣化技術在高溫高壓下以粉煤為原料,純氧作氧化劑生產合成氣,氣化爐采用擁有自主知識產權的多噴嘴對置式爐型。其工藝過程的特點是消耗低、煤種適應性廣,碳轉化率高,熱效率高,適宜大規模放大等,是一項綠色的潔凈煤利用技術。探索污染物的防治、轉化、處理及綜合利用的途徑,積極改革舊工藝,探尋無污染或低排放的“綠色”新工藝。
2.開發和生產綠色產品。綠色產品是指產品在使用過程中和使用后不會危害生態環境和人體健康,產品具有合格的使用功能及使用壽命,產品易于回收、利用和再生,報廢后易于處理,在環境條件下容易降解。如日常生活中適用的包裝材料,用后可以進行再利用,如用再生紙作購物袋,用再生塑料制造各種容積,不但可節約寶貴的資源,還可以減少固體廢棄物的排放。再如目前大量使用的聚苯乙烯發泡塑料快餐盒,使用后成為白色垃圾,在自然條件下,需數百年方能降解,對環境帶來嚴重的影響。為了加速它的自然降解,生產時可在其中加入光敏劑、化學助劑等,使其在使用后幾個月內即分解成無害物質。逐步推廣使用新配方汽油,減小由汽車尾氣中的一氧化碳以及烴類引發的臭氧和光化學煙霧等對空氣的污染。新配方汽油要求限制汽油的蒸汽壓、苯含量,還將逐步限制芳烴和烯烴含量,還要求在汽油中加入含氧化合物,比如甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚。這種新配方汽油的質量要求已推動了汽油的有關煉油技術的發展。
四、綠色化學與環境治理
目前,隨著綠色化學作為學科前沿方向的逐步形成,在很短的時間內,通向綠色化學的各種途徑已隱約可見。這說明綠色化學是有效的,也是有益的。從科學觀點認識,綠色化學是對傳統化學思維方式的更新和發展;從環境觀點認識,它是從源頭上消除污染;從經濟觀點認識,它合理利用資源和能源,降低生產成本,符合經濟可持續發展的要求。其目的就是要把現有化學和化工生產的技術路線從“先污染、后治理”改變為“從源頭上根除污染”。然而,必須指出的是,綠色化學與環境治理是完全不同的概念。環境治理是對已被污染的環境進行治理,使之恢復到被污染前的面目;而綠色化學則是從源頭上阻止污染物的生成,即所謂污染預防。因此,只有通過綠色化學的途徑,從科學研究出發,發展環境友好化學、化工技術,才能解決環境污染與經濟可持續發展的矛盾。另一關鍵問題是培養具有環境保護意識的人,樹立可持續發展的觀念。通過宣傳,強化公眾的環境意識。作為高等學校培養的各種層次的高素質人才,應努力學習有關知識,加強對保護環境,改善環境的責任感。創造一個清潔美好的生活環境是人類的共同愿望,給后代留下一個良好的環境,也是我們這一代人所必須履行的責任和義務!
相信隨著科學技術的進步和人們綠色意識的提高,只要我們用好綠色化學技術,搞好經濟,我們賴以生存的地球環境會變得更加美好。
【參考文獻】
[1]王恩舉.漫談綠色化學[J].大學化學,2002,(4).
篇9
化學專業學生的畢業設計多是實驗合成、分析、處理等,一直以來各自為政的畢業設計使得各實驗室實驗藥品浪費嚴重,實驗設備老化損耗特別快,畢業設計完成過程中所造成的環境污染也非常嚴重,因此,改革畢業設計的完成形式迫在眉睫。以上只是畢業設計(論文)在完成過程中存在的問題,這些問題的存在不能簡單地歸咎于指導教師或是學生,這既有大環境的問題,也有個人的原因,要想一朝一夕完全改變也不現實。目前針對畢業設計(論文)的改革主要是改革畢業設計的題目設定(比如建立學生自擬題目機制、設立創新性題目、從實踐中提煉畢業設計真題等等),或是對畢業設計(論文)成績評定模式等提出解決方案,這些做法雖然可以增強學生對畢業設計(論文)的興趣和參與的積極性,但是對化工專業而言,在實際工作中所強調的團隊化協作意識沒有涉及,而“團隊協作”卻是現實中非常重要的工作能力。針對以上提出的各種問題,筆者提出一種新的完成畢業設計(論文)的思路,即基于工作過程將畢業設計(論文)以團隊化的形式完成。
二、基于工作過程實現化工專業畢業設計(論文)團隊化的構想
(一)基于工作過程的理念
以工作過程為導向的職業教育理論不僅建構了理論與實踐一體化的職業教育課程模式,也為高職生畢業論文工作改革提供了可資借鑒的理論指導。基于工作過程的項目教學改革的核心是用“完整的行動模式”(即學生以小組形式獨立制定工作和學習計劃、實施計劃并進行評價)替代按照外部規定完成給定任務的“部分行動”模式。讓學生經歷接受任務、獨立工作、展示成果和總結談話這一完整的“工作過程”。畢業論文是高職院校實現人才培養目標的最后一個實踐教學環節,是對學生掌握陳述性知識和過程性知識的綜合檢驗,也是幫助學生實現職業能力發展由“初學者”向“高級初學者”躍升的一種綜合訓練。以工作過程為導向改革高職生畢業論文,正體現了這種“綜合性”的本質要求。分析化工各專業的特色與學生的特長,基于工作過程的理論,提出一種新的完成化工畢業設計(論文)的方案,即基于工作過程實現化工專業畢業設計項目團隊化的構想(如圖1)。構建以項目為目標的伙伴團隊、完成化工專業畢業設計的新形式,打破了傳統的各專業僅做本專業設計題目的思路,以有多年實際工作經驗的企業工程師和理論知識扎實的教師共同組成的團隊指導小組(同時也是畢業設計的考核小組)為核心,進行畢業設計改革的工作。
(二)對存在問題的改進
該理念所設計的畢業設計(論文)的完成主體不再是一個學生,而是一個團隊,這樣的完成形式首先使題目的范圍擴大,題目數量下降,指導教師的工作量下降;其次,團隊協作成員組可以相互幫助,發揮團隊的功效,遇到問題小組討論,協商解決;第三,指導教師也不再是單個老師,而是由企業工程師和高校教師共同組成的指導小組;學生獲得的指導不僅來自理論知識,還有實踐的經驗。當然,學生團隊的工作不是所有人完成一個任務,而是明確的分工合作,一人一塊,分步協作。
(三)實施方案
以某高?;W院不同專業(精細化學品生產技術、應用化工技術、工業分析與檢驗)學生的畢業論文(設計)作為教改目標,以面向工作過程為導向,畢業設計項目團隊化為手段,模擬工作過程;使各專業學生組成團隊,分工合作,互相配合。通過完成畢業設計(論文),使學生熟悉工作過程,適應團隊合作,要求小組成員以流水線的方式相互配合、齊心協力,最終完成全方位的畢業設計(論文)。嚴格設計考核答辯體系、用各成員認同的階段評價考核指標對設計項目分階段工作和整體完成情況進行衡量,能約束團隊的每個成員,使各個成員的具體目標與設計項目目標聯系起來。指導教師也不再是一個老師,而是指導考核小組,按照階段評價考核指標對每個成員的完成情況進行定期檢查。同時,指導考核小組應通過定期約談等方式,在項目團隊中建立起良好的溝通渠道和管理機制,以保證畢業設計完成的整體效果(如圖2)。
三、結語