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关于废弃治理新技术大气污染主要是人类在生产和生活活动过程中燃烧矿物燃料(煤和石油)，采矿时凿岩、爆破，建材粉碎、筛分，冶炼铸造等而造成的。大气污染物主要有尘埃颗粒、二氧化碳、二氧化硫或氮氧化物几种。治理污染物的技术针对污染物的不同而不同。颗粒污染物治理技术针对颗粒污染物粒径大小，治理办法主要有干法、湿法、过滤和静电4类，最常用的就是袋式除尘器(过滤)、旋风式除尘器(干法)、泡沫除尘器(湿法)等。随着对除尘效率要求的提高，静电除尘也逐步开始使用起来。静电除尘器由两个电极组成。电极间加上电流电压后，在电极之间产生电场。颗粒污染物随废气经过电场，粒子被离子碰撞并使其带有电荷。带电的粉尘就向集尘极移动，达到极板。这样，空气中污染物就被吸附在极板上，使空气得到净化，尘粒也由于本身的重力落入灰斗。静电除尘器可以捕集一切细微粉粒或液滴，而且处理废气量大，运用温度范围广，因此被工业企业广为看好。但由于占地面积大，投资大，使一些中小型企业不能选择。氮、硫氧化物治理技术大气中由于有了大量的氮氧化物、硫氧化物，才发生大气污染，由于产生了一件又一件的污染事件。科学家针对这类氧化物的性质，提出了解决污染的技术有吸收法、吸附法、冷凝法、催化转化法、燃烧法、生物净化法、膜分离法和稀释法。现在最常用的是吸收法，废气经过吸收塔，与塔顶上流下的吸收液发生交流，使吸收液中的成分与废气中的有害成分发生化学反应，减少了废气中的有害成分。最后，当废气从塔顶出来时，已成为洁净的气体了。这种治污方法简单，投资少，操作也方便。治理污染还有一种常用的高烟囱稀释法。50年代-60年代，欧洲工业发展迅速，一时找不到适用的治理技术，又不能污染城市，就产生了高达几百米的烟囱，利用高空气流扩散快的特点，使气体污染物得到稀释。这种方法至今仍广泛使用，如德国的鲁尔工业区利用欧洲多南风的特点，通过高度200米-300米的烟囱，可以把废气扩散到2000千米以外。美国、日本一些大型企业也常采用这种办法来逃避对环境保护的责任。随着科学技术的发展，对大气污染治理又发明了催化转化技术，这项技术已广泛地应用于汽车尾气的治理中。汽车在怠速时排出大量尾气，含有大量的一氧化碳和氮氧化物。汽车被称为城市中的流动污染源。现在科学家针对汽车尾气的排放，采用安装催化器，使尾气从气缸中排出后，排入催化反应器。在催化剂作用下，使一氧化碳和碳氧化合物被氧化为二氧化碳和水，净化了尾气中的污染成分。一些发达国家对汽车尾气提出更高的排放标准，迫使汽车制造商不但采用一段净化，还发明了二段净化尾气的方法。二段净化是在一段中一氧化碳把氮氧化物还原成氮，再排入二段催化器。在二段催化器中，再把一氧化碳和碳氢化合物氧化成二氧化碳和水，以减少氮氧化物的排放，达到尾气排放标准。开发新型锅炉无论燃煤是发电还是供热、供汽，使用它的主要设备为锅炉。我国大中城市中普遍使用小型锅炉供热，更小型的茶炉供应开水。这样，成千上万根细小的烟囱，就一起竖直着指向天空，随时喷出一股股黑烟，污染天空。因此科学家提出治理大气污染应从锅炉开始。北方地区供热首先砍掉一大批小锅炉，采用集中供热，一般茶炉改用电热茶炉。其次，选用技术先进的循环流化床锅炉。这种锅炉不但燃料燃烧充分，而且燃烧时能脱硫90%，对燃料选择性较广。我国的煤，尤其西部和西南部的煤中含有大量的硫(大于2%硫含量)，在小锅炉中燃烧时，往往达不到80%的燃烧效率，而且无法去除煤中含有的硫。硫被氧化成二氧化硫，进人大气中，成为污染物。流化床锅炉还可以进行分级燃烧。流化床锅炉改进了锅炉结构，使燃煤在炉内沸腾式燃烧，故称流化床。流化床中的煤燃烧比较充分，一般燃烧效率可达98%。同时可以采用飞灰回燃等先进技术，使煤完全燃烧，减少污染物产生。循环流化床锅炉是80年代才发展起来的新一代燃烧设备，如在燃烧过程中加入石灰石，还可以脱除二氧化硫，省去常规的烟气脱硫装置。近几年来，国外对流化床锅炉技术比较重视，设计和安装设备逐年增多。目前在发达国家，已建和在建的循环流化床锅炉已达216台，最大容量已达800吨/时。国内这一技术发展慢一点，现在已有4台35吨/时的示范装置投入使用。一些部门和地方计划引进400吨/时的锅炉，到21世纪，新型的流化床锅炉将逐步取代一般锅炉。发展型煤技术在我国大中城市，过去十几年，普遍以煤为燃料，而且以散煤为主。居民每年用煤量也达2亿吨左右，这个数字已经不小了，比任何一个工业部门都消耗得多。但居民烧煤往往炉具较落后，浪费也大，对大气造成的污染不可忽视。在南方某城市，60年代，早晨家家户户把家用炉子放在马路旁，用引火柴点燃炉子。一时，浓烟滚滚，使马路上奔走的汽车也被迫开灯。为此，从60代开始，我国对居民燃煤采用分步走的管理办法。首先在有条件的地方和单位，先用人造煤气或液化气;其次在大城市推广使用型煤，改造居民炉具。由于蜂窝煤结构合理，开发了先进的粘结剂，使型煤燃烧充分，发火力好，深受居民欢迎。针对家用炉具封火时一氧化碳排放量大的缺点，又采用钢、锰催化剂和活性氯化锌催化剂作吸收剂，已在多种形式的封火减污器上使用，使封火时可减少一氧化碳80%左右。大气污染的防治要从多方面入手，并要充分考虑到地区的环境特征，对有影响的因素进行全面系统分析。在此基础上制定最优化防治措施，充分发挥环境的自净能力，达到控制区域大气环境质量的目的。另外，还要广泛植树造林，用绿色植物来净化、美化环境。 
化学所面临的挑战 1 化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没 化学是一门中心科学，化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系，产生了许多重要的交叉学科，但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学（central science）反而被社会看作是伴娘科学（bridesmaid science）而不受重视。 2 化学正被各种各样的环境污染问题所困扰 化学的发展在不断促进人类进步的同时，在客观上使环境污染成为可能，但是起决定性的是人的因素，最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关，诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等；另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因，显然是不公平的，比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系，在最早的化学工艺流程里面，根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围，因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在，有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学，进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理，结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎，有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上，这些是对化学的偏见，监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。 2 绿色化学是应对挑战的必然 科学不但要认识世界和改造世界，还要保护世界。化学也如此，为了应对化学所面临的挑战，提倡绿色化学是刻不容缓。 1 绿色化学的概念 绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学，是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染，是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护，绿色化学不是被动地治理环境污染，而是主动的防止化学污染，从而在根本上切断污染源，所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。 2绿色化学的产生及其背景 当今，可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展，既要发展经济，又要保护自然资源和环境，使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年，美国环保局(EPA)提出“废物最小化”，这是绿色化学的最初思想。1989年，美国环保局又提出了“污染预防”的概念。 1990年，美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令，将污染的防止确立为国策，该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年，美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年，美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志，标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿，在1995年，中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。 3 绿色化学的核心内容 原子经济性是绿色化学的核心内容，这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost（为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖）提出的，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性，认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是： 原子利用率= （预期产物的式量/反应物质的式量之和）×100% 如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法，即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成，2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%，体现了原子经济性，减少废物的生成和排放，是典型的零排放例子。 4 绿色化学的12项原则和5R原则 为了简述了绿色化学的主要观点，PTAnastas和JCWaner曾提出绿色化学的12项原则，这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。 Ⅰ．防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。 Ⅱ．讲原子经济——应该设计这样的合成程序，使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。 Ⅲ．较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法，使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。 Ⅳ．设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能，还应具有最小的毒性。 Ⅴ．溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料（如溶剂或析出剂）当不得已使用时，尽可能应是无害的。 Ⅵ．设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量，还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。 Ⅶ．用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的，原料应能回收而不是使之变坏。 Ⅷ．尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应（用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程），因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。 Ⅸ．催化作用——催化剂（尽可能是具选择性的）比符合化学计量数的反应物更占优势。 Ⅹ．要设计降解——按设计生产的生成物，当其有效作用完成后，可以分解为无害的降解产物，在环境中不继续存在。 Ⅺ．防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法，在实时分析、进程中监测，特别是对形成危害物质的控制上。 Ⅻ．特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中，反应物（包括其特定形态）的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。 为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求，人们又提出了5R理论： Ⅰ．减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量，有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物（副产物）排放量，必须排放标准以下。 Ⅱ．重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，从一开始就应考虑有重复使用的设计。 Ⅲ．回收——Recycling 回收主要包括：回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 Ⅵ．再生——Regeneration 再生是变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。 Ⅴ．拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用。 3 绿色化学的发展前景 1反应原料的绿色化 即反应原料符合5R原则。 2原子经济性反应 在基本有机原料的生产中，已有一些原子经济性反应的典范，如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。 3高效合成法 不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。 提高反应的选择性———定向合成 如不对称合成。 环境友好催化剂 例如在正己烷的裂解反应中，固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性，更小的腐蚀性。 物理方法促进化学反应 如微波引发和促进Diels Alder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。 酶促有机化学反应 酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。 8溶剂 化学污染不仅来源于原料和产品，而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关，有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。 计算机辅助绿色化学设计和模拟 在化学化工领域，计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑，计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。 10环境友好产品 如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。 绿色化学为化学的发展注入了新的活力，在21世纪化学必将大有可为。
