摘" 要：通過(guò)分析新型環(huán)保化學(xué)品的類(lèi)型及特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了其在水污染、大氣污染和土壤污染防治中的具體應(yīng)用。研究表明，新型環(huán)?；瘜W(xué)品因其高效、低毒、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，在不同污染防治領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在水污染防治方面，可提高污染物去除效率；在大氣污染防治方面，可實(shí)現(xiàn)多污染物協(xié)同控制；在土壤污染修復(fù)方面，可促進(jìn)土壤生態(tài)功能恢復(fù)。因此，新型環(huán)保化學(xué)品在污染防治中具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：

新型環(huán)?；瘜W(xué)品；水污染；大氣污染；土壤污染修復(fù)

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2024.04.006

中圖分類(lèi)號(hào)：X703.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：

1004-8901（2024）04-0020-03

作者簡(jiǎn)介：

成豐（1983年—），男，重慶萬(wàn)州人，碩士，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事核電廠環(huán)境保護(hù)工作。

Research on the Application of New Environmental Protection Chemicals in Pollution Prevention and Control

CHENG Feng， LIN Guan

（Yangjiang Nuclear Power Co.， Ltd.， Yangjiang Guangdong 529941， China）

Abstract：

Through analysis of the types and characteristics of new environmental protection chemicals， their specific application in the prevention and control of water， air and soil pollution is studied. Research shows that new environmental protection chemicals presents unique advantages in various fields of pollution control， thanks to their high efficiency， low toxicity and biodegradability， etc. When applied in water pollution control， the removal efficiency of pollutants can be improved; in the aspect of air pollution control， multi-pollutant collaborative control can be realized through their adoption. In soil pollution remediation， they can promote the restoration of soil ecological functions. Therefore， new environmental protection chemicals have broad application prospects in pollution prevention and control.

Keywords：

new environmental protection chemicals; water pollution; air pollution; soil pollution remediation

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2024.04.006

隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素［1］。水污染、大氣污染和土壤污染等環(huán)境問(wèn)題不僅威脅著人類(lèi)健康，也對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成了巨大破壞。傳統(tǒng)的污染防治技術(shù)和方法已難以滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，亟需開(kāi)發(fā)新型環(huán)?；瘜W(xué)品來(lái)提高污染防治效率。新型環(huán)?；瘜W(xué)品因其高效、低毒、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，在污染防治領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。本文將重點(diǎn)探討新型環(huán)保化學(xué)品的類(lèi)型及特點(diǎn)，并分析其在水污染、大氣污染和土壤污染防治中的具體應(yīng)用，為新型環(huán)保化學(xué)品的研發(fā)和推廣提供參考。

1" 新型環(huán)?；瘜W(xué)品的類(lèi)型及特點(diǎn)

新型環(huán)?；瘜W(xué)品是指在污染防治過(guò)程中使用的、對(duì)環(huán)境友好的化學(xué)物質(zhì)［2］。與傳統(tǒng)化學(xué)品相比，新型環(huán)保化學(xué)品具有顯著的優(yōu)勢(shì)。首先，其對(duì)環(huán)境影響小，能夠降低對(duì)水體、大氣和土壤的污染。其次，新型環(huán)?；瘜W(xué)品通常毒性低，對(duì)人體健康和生態(tài)系統(tǒng)的危害較小。再者，這些化學(xué)品大多可生物降解，在環(huán)境中能夠被微生物分解，減少了持久性污染物的積累。此外，新型環(huán)保化學(xué)品往往具有特異性強(qiáng)、用量少、效率高等特點(diǎn)，能夠針對(duì)性地去除特定污染物，降低處理成本［3］。表1列舉了幾類(lèi)常見(jiàn)的新型環(huán)保化學(xué)品及其主要特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。

這些新型環(huán)?；瘜W(xué)品在不同的污染防治領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，如綠色溶劑在工業(yè)清洗和有機(jī)合成中替代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑，降低 VOCs 排放；高效生物酶制劑可用于污水處理和土壤修復(fù)，提高去除效率；功能性高分子材料在重金屬去除和油品回收方面表現(xiàn)出色；納米環(huán)保材料則在大氣凈化和污染監(jiān)測(cè)等方面有廣泛應(yīng)用。

2" 新型環(huán)?；瘜W(xué)品在水污染防治中的應(yīng)用

2.1" 水污染防治

2.1.1" 工業(yè)廢水處理

工業(yè)廢水是水污染的主要來(lái)源之一，其成分復(fù)雜、毒性高，對(duì)環(huán)境危害大［4］。新型環(huán)保化學(xué)品在工業(yè)廢水處理中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。首先，高效低毒絮凝劑如聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），可有效去除廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)。在投加量為50～100 mg/L時(shí)，絮凝效率可達(dá)95%以上，同時(shí)產(chǎn)生的污泥量顯著減少，降低了處理成本。其次，新型吸附材料如石墨烯基復(fù)合材料、多孔金屬－有機(jī)骨架材料（MOFs）等，對(duì)重金屬離子和有機(jī)污染物具有優(yōu)異的吸附性能。以MOFs為例，其比表面積可達(dá)1 000～7 000 m2/g，吸附容量高達(dá)200～500 mg/g，再生性能良好，可多次循環(huán)使用。再者，先進(jìn)氧化技術(shù)（AOPs）如臭氧氧化、光催化氧化等，可高效降解廢水中的有機(jī)污染物和消毒副產(chǎn)物。

2.1.2" 城市污水處理

城市污水處理是控制水污染、保護(hù)水環(huán)境的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的城市污水處理工藝主要依賴(lài)于生物處理，如活性污泥法、生物膜法等，但面臨著去除效率不高、能耗大、運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題。新型環(huán)?；瘜W(xué)品的應(yīng)用為城市污水處理提供了新的解決方案。在城市污水處理中，新型環(huán)保化學(xué)品主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：一是高效低毒消毒劑，如過(guò)氧乙酸（PAA）和過(guò)氧化氫（H2O2），可替代傳統(tǒng)的氯消毒，在出水消毒率達(dá)99.99%以上的同時(shí)，避免了有毒消毒副產(chǎn)物的生成；二是新型除磷材料，如鑭改性沸石、鐵基金屬有機(jī)骨架材料等，對(duì)磷酸根具有高選擇性和高吸附容量，可顯著降低出水總磷濃度至0.1 mg/L以下；三是厭氧氨氧化（Anammox）細(xì)菌制劑，可在缺氧條件下高效去除污水中的氨氮，氨氮去除率可達(dá)80%以上，同時(shí)無(wú)需額外投加有機(jī)碳源，節(jié)省了處理成本。

2.2" 大氣污染防治

2.2.1" 煙氣脫硫

在煙氣脫硫領(lǐng)域，新型環(huán)?；瘜W(xué)品的應(yīng)用為提高脫硫效率、降低二次污染提供了新的途徑。傳統(tǒng)的煙氣脫硫工藝主要采用石灰石/石灰-石膏法，雖然脫硫效率較高，但存在著脫硫劑用量大、二次污染嚴(yán)重等問(wèn)題［5］。為了克服這些缺陷，以鈣基和鎂基為代表的新型脫硫劑因其脫硫效率高、成本低、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。如采用氧化鎂基脫硫劑，在150～180 ℃下，SO2去除率可達(dá)98%以上，且生成的亞硫酸鎂副產(chǎn)物可再次循環(huán)利用。另一類(lèi)新型環(huán)?；瘜W(xué)品是高效脫硫吸收劑，如氨基酸鹽類(lèi)、離子液體等。以氨基酸鹽吸收劑為例，由于其與SO2 具有良好的化學(xué)和物理親和力，因此，表現(xiàn)出較高的脫硫效率和選擇性。

2.2.2" 煙氣脫硝

煙氣脫硝是控制氮氧化物（NOx）排放、改善大氣環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵過(guò)程。傳統(tǒng)的煙氣脫硝技術(shù)主要包括選擇性催化還原（SCR）和選擇性非催化還原（SNCR），雖然脫硝效率較高，但存在著催化劑成本高、運(yùn)行條件苛刻等問(wèn)題。新型環(huán)保化學(xué)品的應(yīng)用為煙氣脫硝提供了新的思路和方法。首先，新型脫硝催化劑如分子篩基催化劑、碳基催化劑等，具有低溫高活性、抗中毒能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。以分子篩基催化劑為例，在200～400℃的低溫區(qū)，脫硝效率可達(dá)90%以上，且能有效抑制二次污染物（如N2O）的生成。其次，新型還原劑如氨基甲酸酯、硝基甲烷等，可替代傳統(tǒng)的氨水和尿素，在低溫條件下實(shí)現(xiàn)高效脫硝。若采用氨基甲酸酯作為還原劑，在250～350℃下，脫硝效率可達(dá)80%以上，且無(wú)需額外的催化劑，大大簡(jiǎn)化了工藝流程。此外，新型吸收劑如活性炭纖維、氧化石墨烯等，對(duì)NOx具有優(yōu)異的吸附性能，可用于煙氣深度脫硝和超低排放。

2.2.3" VOCs治理

VOCs（揮發(fā)性有機(jī)物）是導(dǎo)致大氣復(fù)合污染和光化學(xué)煙霧的重要前體物，其治理已成為大氣污染防治的重點(diǎn)和難點(diǎn)。傳統(tǒng)的VOCs治理技術(shù)有吸附法、催化燃燒法等，存在著去除效率低、能耗高、二次污染嚴(yán)重等問(wèn)題。新型環(huán)?；瘜W(xué)品的應(yīng)用為VOCs治理開(kāi)辟了新的途徑。

首先，新型吸附劑如介孔碳材料、金屬有機(jī)骨架材料（MOFs）等，具有比表面積大、孔徑可調(diào)、吸附容量高等優(yōu)點(diǎn)。以MOFs為例，其比表面積可達(dá)6 000 m2/g以上，對(duì)苯、甲苯等VOCs的吸附容量可達(dá)1 000 mg/g以上，吸附效率顯著優(yōu)于傳統(tǒng)活性炭。其次，新型催化劑，如負(fù)載型貴金屬催化劑、過(guò)渡金屬氧化物催化劑等，可在低溫條件下實(shí)現(xiàn)VOCs的高效氧化分解。若采用負(fù)載型Pt催化劑，在150～250℃下，丙酮、乙酸乙酯等VOCs的去除率可達(dá)95%以上，且無(wú)二次污染生成。在實(shí)際應(yīng)用中，VOCs治理通常采用“預(yù)濃縮—催化氧化—吸附再生”的組合工藝。其中，新型吸附劑主要應(yīng)用于預(yù)濃縮階段，將低濃度VOCs預(yù)濃縮至較高濃度；新型催化劑則在催化氧化階段發(fā)揮作用，高效氧化分解VOCs；吸附再生階段可采用熱脫附、微波再生等方式，實(shí)現(xiàn)吸附劑的循環(huán)利用。

然而，這些新型吸附劑和新型催化劑在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。首要問(wèn)題是高昂的成本，特別是貴金屬催化劑，可能限制其大規(guī)模應(yīng)用。其次，技術(shù)成熟度有待提高，部分材料仍處于實(shí)驗(yàn)室或小規(guī)模試點(diǎn)階段，缺乏長(zhǎng)期工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)。此外，部分新型材料的穩(wěn)定性和耐久性需要進(jìn)一步改善，以適應(yīng)復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境。解決這些問(wèn)題需要持續(xù)的研發(fā)投入和工程實(shí)踐，以提高其經(jīng)濟(jì)可行性和技術(shù)可靠性。

2.3" 土壤污染修復(fù)

2.3.1" 重金屬污染土壤修復(fù)

土壤重金屬污染已成為全球性的環(huán)境問(wèn)題，主要污染元素包括汞（Hg）、鉛（Pb）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、砷（As）等。重金屬污染不僅影響土壤質(zhì)量和農(nóng)作物的安全性，也對(duì)人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)包括客土法、換土法等，存在著成本高、二次污染風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題。新型環(huán)?；瘜W(xué)品的應(yīng)用為重金屬污染土壤修復(fù)提供了新的思路和方法。

一方面，新型螯合劑如殼聚糖、腐殖酸等，可與重金屬形成穩(wěn)定的螯合物，降低其生物有效性和遷移性。以殼聚糖為例，在pH值為3～6時(shí)，對(duì)Pb、Cu等重金屬的螯合率可達(dá)80%以上，顯著降低了重金屬的毒性和生物富集風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，納米級(jí)零價(jià)鐵（nZVI）等新型還原劑，可將毒性較強(qiáng)的重金屬氧化態(tài)轉(zhuǎn)化為毒性較低的還原態(tài)。此外，新型鈍化材料如磷酸鹽、生物炭等，可與重金屬形成穩(wěn)定的沉淀或吸附態(tài)，有效阻斷重金屬進(jìn)入食物鏈。在實(shí)際應(yīng)用中，重金屬污染土壤修復(fù)通常采用“螯合－還原－鈍化”的聯(lián)合修復(fù)策略。其中，新型螯合劑主要用于螯合活性重金屬，減少其生物有效性；還原劑則將重金屬轉(zhuǎn)化為低毒態(tài)；鈍化材料進(jìn)一步穩(wěn)定重金屬，防止其二次釋放。

2.3.2" 有機(jī)污染土壤修復(fù)

有機(jī)污染物是土壤污染的另一類(lèi)主要污染物，常見(jiàn)的有機(jī)污染物包括多環(huán)芳烴（PAHs）、石油烴類(lèi)、有機(jī)氯農(nóng)藥等。這些有機(jī)污染物具有難降解、易富集、毒性大等特點(diǎn)，對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)和人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)如土壤淋洗、熱脫附等，存在著成本高、效率低、易造成二次污染等問(wèn)題。新型環(huán)保化學(xué)品的應(yīng)用為有機(jī)污染土壤修復(fù)開(kāi)辟了新的途徑。首先，新型氧化劑如過(guò)硫酸鹽、過(guò)碳酸鹽等，可在溫和條件下產(chǎn)生高活性自由基，實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的高效氧化降解。以過(guò)硫酸鹽為例，在pH為3～5、溫度為30～50 ℃時(shí)，對(duì)PAHs的去除率可達(dá)90%以上，且無(wú)二次污染生成。其次，新型表面活性劑如生物表面活性劑、綠色醇醚類(lèi)表面活性劑等，可增強(qiáng)有機(jī)污染物的溶解性和生物可利用性，提高生物修復(fù)效率。此外，定向可降解材料如淀粉基材料、纖維素基材料等，可作為緩釋載體，控制釋放氧化劑或表面活性劑，延長(zhǎng)修復(fù)劑的作用時(shí)間。

在實(shí)際的應(yīng)用中，有機(jī)污染土壤修復(fù)通常采用“預(yù)處理—氧化降解—生物修復(fù)”的聯(lián)合修復(fù)策略。其中，新型表面活性劑主要用于預(yù)處理階段，增強(qiáng)污染物的溶解性；氧化劑則在氧化降解階段發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)污染物的快速降解；生物修復(fù)階段可利用土著微生物，進(jìn)一步降解殘余污染物。通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)和合理選擇新型環(huán)?；瘜W(xué)品，可顯著提高有機(jī)污染土壤的修復(fù)效率，縮短修復(fù)周期，促進(jìn)土壤生態(tài)功能的恢復(fù)。

3" 結(jié)語(yǔ)

新型環(huán)?；瘜W(xué)品在污染防治中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力和廣闊的發(fā)展前景。從水污染防治、大氣污染防治到土壤污染修復(fù)，新型環(huán)?；瘜W(xué)品以其高效、低毒、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，為傳統(tǒng)污染防治技術(shù)提供了新的解決方案。通過(guò)合理選擇和優(yōu)化組合新型環(huán)?；瘜W(xué)品，可顯著提高污染物的去除效率，降低處理成本，減少二次污染風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)污染物的資源化利用。

展望未來(lái)，新型環(huán)?；瘜W(xué)品的研發(fā)和應(yīng)用仍需進(jìn)一步加強(qiáng)。一方面，要加大對(duì)新型環(huán)?；瘜W(xué)品的基礎(chǔ)研究，深入探索其作用機(jī)制和影響因素，優(yōu)化其性能和制備工藝；另一方面，要加強(qiáng)新型環(huán)?；瘜W(xué)品的工程化應(yīng)用研究，建立完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范，促進(jìn)其在污染防治領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 劉小有.環(huán)保型水處理化學(xué)品及水處理技術(shù)研究［J］.清洗世界，2024，40（2）：92-94.

［2］ 李龍.環(huán)保型水處理化學(xué)品和水處理技術(shù)探討［J］.造紙裝備及材料，2023， 52 （6）：191-193.

［3］ 劉全興，黃晨，閆強(qiáng)偉，等.環(huán)保型植物酚類(lèi)油田化學(xué)品研究進(jìn)展［J］.化工科技， 2023， 31 （2）：64-69.

［4］ 方棋杰.環(huán)保型水處理化學(xué)品和水處理技術(shù)膜生物反應(yīng)技術(shù)分析［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇， 2018，17（17）：90-91.

［5］ 張順，劉景勇.淺談環(huán)保型水處理化學(xué)品及水處理技術(shù)［J］.中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2018，（5）：170-171.

修改稿日期：

2024-07-10