化工环境工程论文.doc

摘要：所谓绿色化工是指可以去除或减少化工产品危险物质的生产设计与工艺，它把产品与工艺开发与环境与人类健康保护一体化整合在一起，从源头上提出工业生产对环境所造成的污染。从途径上提出降低污染的措施，从长远记是为顾及人类的可持续发展。可以说，绿色化工是面向21世纪的化工可持续发展的主要基础。关键字：绿色化工、可此续发展、资源环境前言随着社会的快速发展和人类对物质生活的不断追求，当今生活中的大自然已成为可供我们开采的对象，同时由于生活的需要，化工和环境在我们生活中已扮演一重要的角色。工业和城市建设的不合理布局、生态资源的非法开采利用、废物的随意排放、动物的大量捕杀等，造成环境污染，生态破坏愈发严重，致使它已成为当今国际谈论的重要话题，因此在全球开展绿色化工显得十分必要。绿色化工即是模拟动植物、微生物生态系统的功能，建立起类似“生态者、消费者和还原者”的化工生态链，以低消耗(物耗和水、电，气、冷等能耗及工耗)、无污染(至少低污染)、资源再生、废物综合利用，分离、降解等方式，实现生产无污染化、工艺产品绿色化的“生态”循环、实现清洁生产和安全生产的“绿色”结果1。1 我国化工业面临的挑战及战略要求我国的化学工业在国民经济发展中占有举足轻重的地位, 它不仅提供基础化工原料和三大合成材料, 同时又生产着小批量、多品种、高附加值的精细化学品, 与人民生活息息相关。目前,化学工业主要存在的问题是一些产品的生产技术路线落后, 相当一部分化工产品的生产仍采用高能耗、原料消耗高、高污染的合成路线, 缺乏自主开发的核心技术, 大部分产品的生产和装备技术长期落后于发达国家, 并带来了在环境和资源方面的诸多问题。除了这些遗留问题外, 化工业还面临着可持续发展新的挑战。1.1 新农药创制的方向农药是人类获得粮食, 确保农业稳产、丰产不可缺少的生产资料。近百年来, 农药( 如杀虫剂、杀菌剂、除草剂等) 为人类做出了巨大的贡献。近年来, 随着世界人口的不断增长, 人类对粮食的需要也在不断增加。但是, 耕地增长的速度远远跟不上人口增长的速度, 要解决这个世界性难题, 必须依靠提高单位面积的粮食产量和改善作物品质, 这就必须采用各种手段, 如育种、栽培、施肥等, 而农药的应用也是其中必不可少的手段之一。应该看到的是, 农药在为人类文明做出巨大贡献的同时, 由于认识方面的局限性, 高毒、高残留的农药也给人类赖以生存的环境带来了负面影响。随着社会的进步和文明的提高, 开发高效、低毒、易降解、安全性和环境相容性好的绿色农药, 以取代那些低效、高毒、高残留及抗性高的传统农药已成为当今新农药创制的方向。1.2 二氧化碳减排与资源化二氧化碳排放产生的温室效应已为全球所关注, 在化石燃料使用过程中二氧化碳的减排、埋藏和资源化利用技术已成为国际研究和开发的重点。经济的高速发展已导致我国每年需要处理的二氧化碳总量超过10 亿t。鉴于我国未来经济仍处于高速发展趋势, 必须在提高能源利用效率的同时,实施二氧化碳的减排和资源化利用。CO2 本身是一种宝贵的碳、氧资源, 它在地球的储量比天然气、石油和煤的总和还多数倍, 美国、欧洲、日本等发达国家都有一系列的研究机构在从事这方面的研究工作, 我国也开展了相类似方面的基础性和应用性研究, 但投入的人力和物力与该课题的战略地位还很不相称。尤其是在日益注重环境保护的今天, 研究和开发利用CO2 作为高分子及有机合成的基本原料已成为各国政府部门和许多研究者特别重视的研究领域。1.3 提高战略资源利用率在战略金属资源方面, 我国具有丰富的铝土、稀土、钒钛等特色矿产资源。这些战略金属被广泛应用于航空航天、交通运输、民用建筑、电力、电子等各部门, 在国民经济和国防建设中具有不可替代的作用。当前, 我国工业化的高速发展阶段正处于资源消耗的高峰期, 而人均优质自然矿产资源又是相对紧缺, 而且优质品位矿产较少。更主要的问题是已有资源加工利用技术仍多是几十年前就形成的传统工艺, 生产消耗指数高, 资源利用率低。在技术条件限制下, 大量未被充分利用的资源变成废弃物排放到环境, 造成效益低下和严重的环境污染。由此可见, 解决化工生产过程中的污染和资源利用问题, 是实现我国化工生产可持续发展的关键所在, 也是实现人与自然的协调发展乃至经济社会全面协调可持续发展的重要途径之一, 也是我国的重要战略需求。2. 实现我国绿色化工与环保的途径绿色化工是为去除或减少化工产品危险物质而的设计生产工艺，它把产品与工艺开发与环境与人类健康保护一体化整合在一起，从源头上提出工业生产对环境所造成的污染。从途径上提出降低污染的措施，从长远记是为顾及人类的可持续发展。为改善我国绿色化工与环保，需提出以下一些战略。2.1 控制有毒原料，改造和杜绝污染产品的品种实现绿色化工，首先要控制有毒原料的加工，如生产尼龙66中间体己二酸的传统工艺方法一直是以致癌的苯作原料，而绿色化工则改以C6H12O6作原料,彻底消除了苯对大气的污染，同时改用浓过氧化氢代替浓HNO3作氧化剂，不仅可使产率达到90以上，同时消除了浓HNO3对大气的污染。其次，实行绿色化工，保护周围生态环境，要不断改造、杜绝污染产品的品种。2.2 大力推行清洁技术，实行绿色化工技术上的创新 在化工生产中要实现生态“绿色”化，就要在技术上创新，使其服从生产上可行、经济上合理并符合市场需要的原则，其成果应即能使开发者获得经济效益或利润，又能降低环境污染。清洁技术就是对生态系统不产生消极影响处于生态系统允许含量之内，以及在减少对生态系统的消极影响方面取得显著进步的生产技术3。清洁技术是推动化学工业清洁生产的关键4,它合理地使用自然资源和能源，并保护环境的实际生产方法和措施，将废物减量化、资源化和无害化或消灭于生产过程中，同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。2.3 生物化工技术的有效利用生物化工是一门生物化学、微生学及化学工程学之间交叉的边缘科学，是生物技术中将近生物学的成就转变成生产力所必不可少的重要组成部分。现今世界上各国都意识到生物技术蕴藏着巨大的经济效益和社会效益，下面结合实例来表述。利用生物发酵技术生产壳聚糖5,壳聚糖是一种用途较多的生物多糖，广泛用于医药、食品、化妆品、胶粘剂等行业中。在环保领域，可作为工业废水和生活污水处理用的废水絮凝剂、重金属离子的脱除剂等，有极好的应用前景，但其制备过程容易造成对环境的污染，其工艺比较复杂，价格又较高还受地域和时间的影响。从“绿色”高新化工的要求出发，利用生物发酵法生产壳聚糖，用于制备高效率的生物环保型水处理，其生产完全不受时间和季节以及地区的影响和限制，操作简单，成本低廉，重要的是对环境无污染，现己用于工业废水中重金属离子的吸附分离。又如利用基因重组蓝细菌生产PHB6,PHB的生产主要是利用有机碳源和氮源通过异养微生物发酵实现的，生产成本过高，从原料成本考虑，CO2是地球上最廉价的碳源，而利用植物生产PHB因生长周期长，需占用耕地，PHB产量低，分离提取困难等缺点而大大阻碍了该技术的发展。蓝细菌是一类微藻,可快速利用CO2经光合作用合成细胞生长和分裂所需的其它所有分子，一方面降低了大气的CO2含量，另一方面也提高了的PHB产量，这对于我们来说是取得了可喜的成果。2.4 不断控制生产工艺的污染积极创建和推行无废工艺对直接污染环境，长期危害操作人员健康的原料路线，实现工艺改革，精简工艺流程是很重要的。对于采用剧毒物的生产工艺，这种改革更是刻不刻不容缓。改革设备，改进操作，为减少和消除污染，选用合适的设备，都可以达到保护生态环境的目的。对于有污染物料的设备，还要尽量避免手工清扫的操作。从控制污染观点考虑，除使系统减少排出三废以外，提高设备管道的严密性，减少反应物料的泄漏也是十分重要。跑、冒、滴、漏往往是造成工厂环境污染的一个主要原因。为了防止泄漏，在设计上应该尽量减少机械连接，在材质上要选用耐腐蚀的材料或防腐蚀涂料。对因腐蚀易引起泄漏的部位要在设计上考虑便于监测和修补。视流体性质不同，应安装自动报警或检测泄漏装置，以防止泄漏事故的发生。3.环境与化工可持续发展当前可持续发展道路作为21世纪人类社会发展的主题，已在全世界范围内得到共识，可持续发展指“既满足当代人的需要，又不对后代人满足需要的能力构成危害的发展”，即在经济发展的同时，采取保护环境和合理开发与利用自然资源的方针，实现经济、社会与环境的协调发展，为人类提供包括适宜的环境质量在内的物质文明与精神文明。由于我国是一个发展中国家，人口纵多，底子薄若，人均资源缺乏，经济发展和科学技术相对落后，因此，对于实施可持续发展战略，推进社会主义现代化建设尤为重要。3.1资源与可持续发展资源是人类社会赖以生存发展的物质基础，是可持续发展的动力和客观条件。它是通过实现资源的利用来保证人口、经济、社会与环境的协调发展。我国根地、水和矿产等重要资源的人均占有量很低，且分布不均匀。今后随着人口的增长和经济的发展，对资源的控制和环境的保护难度会增大。因此必须保护好资源和环境的协调利用。3.2环境与可持续发展环境是社会经济发展的客观条件和存在的空间，任何生产发展的布局都必须落实到一定的区位。其中环境因素是最重要的先决条件，很多的生产活动离开了环境因素将无法进行，或必须付出很高的代价。环境一旦找到破坏，最直接的后果就是削弱生产力，影响发展后劲，降低经济效益。基于我国，人口纵多，需求量大的现实，同时考虑既要满足当代人现实的需要，又要满足支撑后代人的潜在需求，那么必须把以人口、资源、环境和社会经济协调发展为目标，走出一条具有中国特色的可持续发展之路来。3.3化工的可持续发展化学工业是对环境的各种资源处理和转化加工的生产部门，其产品和废物是多样化，数目相当化大的，这些废物大多是有害，甚至有毒的。因此，调整产业结构，开发清洁产品，在我国实施循环经济是我国化工行业可持续发展的必然选择，只有对工业废物的回收和再生利用，才能提高企业的经济效益和减少环境的污染。3.4.绿色化工与可持续发展的必然性化工产业的高污染，其源头在于化工产业落后的工艺以及人们落后的环保意识使得人们开始逐渐意识到环保的重要性，我们只有一个地球，人们要生存，化工产业要发展，就要将化工产业的环保职责、社会效益、经济效益以及自身的需求等各方面考虑进来，走绿色化工的道路，研发、设计绿色产品。要实现可持续发展，就要实现对资源的持续循环利用，强调经济与环境的和谐统一，开源节源，提升资源的转化率与利用率。绿色化工技术利用工艺升级与设备革新，实现治污、防污的目的，实现经济效益与环境保护的和谐统一。绿色化工技术有着一定的系统性与复杂性，其被公认为是本世纪最重要的科学领域之一，是实现污染预防最基本的科学手段。尽管现在还很难对其未来发展趋势做出准确、全面的预测，但根据现在的研究进展可以断定，绿色化工在一些具体研究领域既具有科学研究价值，又将产生重要的社会和经济效益。随着科学技术的不断发展，社会文明的不断进步，绿色化工将是解决经济与环境问题的切入点，也是化工产业实现可持续发展的必然趋势。4、结论与展望资源与环境是全世界必须共同面对的问题。中国是世界第一人口大国,面对总体环境日益恶化,人均资源匮乏和不断膨胀的人口等严峻的国情现状,为了实现经济的可持续发展,这就要求必须转变传统粗放的经济增长方式,走中国新型 工业化的道路,大力发展绿色化工,推进循环经济发展,以尽可能少的资源的消耗和尽可能小的环境代价,取得最大的经济产出和最少的废物排放,从而建设资源节约型和环境友好型社会,以实现人与自然的和谐发展。参考文献1. 王大全. 中国的绿色化工. 广州化工 J , 2000, ( 4) : 1- 2.2. 沈寅初等. 工业微生物,1994;24(2):243. 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