有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程中的應(yīng)用

霍子瑩

（北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 北京 100023）

人類是改造自然和創(chuàng)造財富的主體，人類社會的進(jìn)步依托于物質(zhì)世界的繁榮。20世紀(jì)末期是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史，也是能源使用擴(kuò)大化的重要時期。傳統(tǒng)的有機(jī)合成化學(xué)方法雖然提高了人們的生活質(zhì)量，但是給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染。環(huán)境工程越來越受到人們的重視。環(huán)境工程是研究和從事防治環(huán)境污染、提高環(huán)境質(zhì)量的一項科學(xué)技術(shù)，它的核心是環(huán)境污染的治理，有機(jī)化學(xué)是環(huán)境工程中需要應(yīng)用的技術(shù)類型，具有一定的優(yōu)點，也有明顯的弊端。有機(jī)化學(xué)的正確應(yīng)用要在技術(shù)利用上符合環(huán)境治理的基本要求，避免產(chǎn)生化學(xué)技術(shù)帶來的雙重污染。平衡化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用是環(huán)境工程工作的基礎(chǔ)性任務(wù)。

1 有機(jī)化學(xué)的內(nèi)涵

有機(jī)化學(xué)可以稱為碳化合物的化學(xué)，是研究有機(jī)化合物的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、制備方法與應(yīng)用的科學(xué)，它的研究主要包括：高選擇性反應(yīng)，高效反應(yīng)、合成方法學(xué)、綠色合成、新合成方法、試劑、復(fù)雜天然產(chǎn)物的合成、組合化學(xué)。迄今大約有2000多萬個化合物，其中絕大多數(shù)是有機(jī)化合物。有機(jī)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展，揭示了構(gòu)成物質(zhì)世界的有機(jī)化合物分子以及有機(jī)分子轉(zhuǎn)化的規(guī)律，設(shè)計合成具有特定性能的有機(jī)分子。有機(jī)化學(xué)研究手段的發(fā)展經(jīng)歷了從手工操作到自動化、計算機(jī)化，從常量到超微量的過程。它能為的相關(guān)學(xué)科如生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)等的提供了理論、材料和技術(shù)。有機(jī)化學(xué)是一系列相關(guān)工程的基礎(chǔ)，包括在環(huán)境工程的應(yīng)用。在能源、材料、信息、健康、環(huán)境等，在為推動科技發(fā)展、社會進(jìn)步、提高人類生活質(zhì)量，改善人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境中發(fā)揮巨大作用。所以，有機(jī)化學(xué)是一門具有創(chuàng)新性的應(yīng)用學(xué)科，它的化學(xué)研究主要包括新型藥物、高效低毒農(nóng)藥、植物生長調(diào)節(jié)劑的研究和開發(fā)；具有潛在光、電、磁等功能的有機(jī)分子的合成和有序組裝，進(jìn)行物理化學(xué)方法得到新型具有光電磁性能的分子材料。為了保證可持續(xù)發(fā)展，有機(jī)化學(xué)的研究方向天然有機(jī)化學(xué)方面、綠色有機(jī)方面研究，它還面臨著許多課題，在環(huán)境工程中，諸如環(huán)境中微量、超微量有機(jī)污染物的檢測，有機(jī)污染物在環(huán)境中的反應(yīng)變化和遷移等都是有機(jī)化學(xué)的一個研究方向，也是一項極大的挑戰(zhàn)。

2 有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程中的利弊分析

有機(jī)化學(xué)不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)療研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用，而且在日益突出的環(huán)境治理、環(huán)境保護(hù)的環(huán)境工程中得到廣泛的應(yīng)用，它的發(fā)展在污染治理和環(huán)境生物檢測等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。生態(tài)環(huán)境問題是一個多學(xué)科交叉的綜合性大課題，化學(xué)在環(huán)境工程中起著至關(guān)重要的作用，化學(xué)給人類創(chuàng)造和維持了豐富多彩的物質(zhì)生活，提高人們的生活質(zhì)量。然而，人們要清醒的認(rèn)識到有機(jī)化學(xué)是一把雙刃劍，給人們提高生活質(zhì)量的同時也造成了一些污染，不得不注意。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為了增產(chǎn)人們使用化肥、農(nóng)藥，這些物質(zhì)都是有機(jī)合成物質(zhì)，對我們環(huán)境及人類健康都造成嚴(yán)重影響。例如，六六六和DDT具有很強(qiáng)的殺蟲效果，同時也極難分解化合物，在農(nóng)作物上大量的使用之后，它們不僅在土壤中殘留，也進(jìn)入了農(nóng)作物并通過食物鏈進(jìn)入人體或牲畜體內(nèi)，目前，人們意識到這個危害性，這種含氯的農(nóng)藥被禁止使用；室內(nèi)環(huán)境中，有機(jī)化學(xué)在室內(nèi)環(huán)境的影響，就是人們在室內(nèi)裝修的裝飾材料的影響，人們忽略了一些新穎的建筑材料含有的有害成分釋放出來會給室內(nèi)環(huán)境能夠造成污染。比如：甲醛、氨氣、笨、油漆、各種膠粘劑、放水材料等，都是有機(jī)化合物，如不重視，對人的身體健康有巨大的危害。自然環(huán)境中，汽車尾氣的排放，汽車燃油是從石油的分餾、裂化等方式中得到的，正是有機(jī)化學(xué)的生成，有許多副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物對環(huán)境具有一定的破壞，因此，要控制化學(xué)副產(chǎn)物的產(chǎn)生，達(dá)到合理排放。

雖然傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)影響了生態(tài)環(huán)境，但是也可以改善生態(tài)環(huán)境。例如：今天使用的煤轉(zhuǎn)化為清潔燃料，以減少在燃煤過程中產(chǎn)生的廢氣，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，甚至達(dá)到零排放污染。這種手段就是利用化學(xué)原理，將煤中的元素原子100%轉(zhuǎn)化成為人類有益的有機(jī)產(chǎn)物。在環(huán)境保護(hù)上提高能源的利用率。因此，開發(fā)綠色有機(jī)物對有機(jī)化學(xué)是一大挑戰(zhàn)，有機(jī)化學(xué)就要擔(dān)當(dāng)起治理或減輕環(huán)境污染的重任。

3 有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程中的具體應(yīng)用措施

3.1 充分調(diào)查，選擇適宜的有機(jī)化學(xué)類型

我國在改革開放的三十多年中，經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展得到了顯著的進(jìn)步，但是，過于重視經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)進(jìn)程的加快，沒有重視到化工業(yè)對自然環(huán)境造成的一定程度的污染和破壞。環(huán)境污染的污染源飛速增多，例如原油泄漏、燃煤煙塵、酸雨、汽車尾氣、溫室效應(yīng)、有機(jī)氯農(nóng)藥、環(huán)境致癌物、霧霾、煙霾等。因此，在運(yùn)用有機(jī)化學(xué)時，首要的任務(wù)就是對環(huán)境所存在的污染源進(jìn)行準(zhǔn)確識別。通過取樣調(diào)查分析，明確污染源的類型和數(shù)量，制定準(zhǔn)確的方案進(jìn)行化學(xué)物質(zhì)投放。做好對環(huán)境工程的調(diào)查，按要求選型可以應(yīng)用的有機(jī)化學(xué)，這樣，就可以規(guī)避污染源種類帶來的危害，使化學(xué)制劑更具針對性。

3.2 建立實驗項目，準(zhǔn)確把握有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用時效

有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程的應(yīng)用上，需要從多方面進(jìn)行考量。有機(jī)化學(xué)在不同的環(huán)境治理上有不同的特殊要求和局限性。環(huán)境科學(xué)問題是一項長期的任務(wù)，需要環(huán)境科學(xué)人員堅持動態(tài)觀察的工作方法。根據(jù)各地區(qū)污染情況的差異，環(huán)境科學(xué)部門要建立實驗機(jī)制，通過對有機(jī)化學(xué)的認(rèn)識了解，采用實驗的方式進(jìn)行實驗組合，在實驗中得出有效的結(jié)論。有機(jī)化學(xué)在環(huán)保上的應(yīng)用需要更加謹(jǐn)慎，以有利于與環(huán)境維護(hù)為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 發(fā)展綠色化學(xué)，保障環(huán)保效果明顯

從環(huán)境工程工業(yè)發(fā)展來看，綠色化學(xué)是有機(jī)化學(xué)應(yīng)用于環(huán)保的進(jìn)步。綠色化學(xué)采用綠色技術(shù)，旨在提高廢物的利用率，降低廢物的數(shù)量和毒性。綠色化學(xué)是化工也革命性的變化，能夠繼續(xù)推進(jìn)綠色能源工業(yè)，綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。有機(jī)化學(xué)在應(yīng)用過程中，需要從技術(shù)角度和專業(yè)化角度進(jìn)行分析，通過實驗得出結(jié)論，通過結(jié)論推廣產(chǎn)生良好的環(huán)境治理效應(yīng)。

4 結(jié)語

在現(xiàn)實調(diào)查中，水污染、大氣污染已經(jīng)蔓延到各個城市。霧霾天氣的重疊出現(xiàn)，標(biāo)志著我國的環(huán)境污染已經(jīng)到了不可忽視的地步，人類的生存受到威脅。環(huán)境保護(hù)是未來一個時期內(nèi)，經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展不可回避的問題，環(huán)境工程是治理環(huán)境污染源的一項工程。目前，在我國還處于初創(chuàng)階段，學(xué)科的領(lǐng)域還在發(fā)展。運(yùn)用有機(jī)化學(xué)技術(shù)對環(huán)境進(jìn)行治理，是環(huán)境工程的一項重要內(nèi)容。研究化學(xué)技術(shù)對環(huán)境保護(hù)的作用和方法，是科技應(yīng)用于環(huán)保的重要體現(xiàn)。有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程的應(yīng)用，還需要在今后環(huán)境工程發(fā)展中，得以研發(fā)和推廣。

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