化学技术在环境污染中的运用

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1、化学技术在环境污染中的运用ok33),不仅不会产生H气体,而且成本更低。处理的氰化物质量浓度可以从1000~2000g/cm3降到不超过1g/cm3,残余的-再用氯酸盐进一步氧化,可防止产生H气体危害。运用电化学技术处理含酚废水,水被氧化为OH自由基,这些自由基吸附在电极表面与酚反应生成CO2;或是通过间接电氧化的方式破坏有毒物,如Ag+在阳极氧化为Ag2+,在30~60℃下,Ag2+可破坏有机物并可重复使用。有文献报道,对于染料行业中的有机污染物如蒽醌、三苯甲烷以及其他含氮染料等,在有氯离子存在的条件下进行电化学氧化,印染废水的脱色率可达99

2、%,此法还可用于处理含酚、含油、含菌的废水。含铬的废水中以六价形式存在的Cr6+,毒性很高,运用电化学技术使溶液中的Cr6+被还原为Cr3+,毒性随之消解,反应式为:有文献报道利用电化学还原技术处理甲醇-水混合液中的六氯代酚,电流效率可达60%。1.2土壤再生中电化学技术的作用清除土壤泥浆中放射性物质、重金属、某些有机化合物或无机化合物,电化学方法是最便捷的方法之一。它的原理是:先在电流的作用下,在阳极区产生酸,酸液穿越土层,从土壤颗粒表面解附污染物;后通过电流促使土壤间隙中的相关物质和电极区人为引入的处理液发生电迁移;最后利用电流产生电势差,

3、进而通过电渗作用,清除土壤中的污染物。电化学方法清除污染物的过程包括(1)电迁移(2)电渗(3)电泳三种机制。使用该法时只需将通以直流电的电极插入土壤里,形成离子的对流、扩散和电迁移运动,即可获得满意的效果[23]。利用电化学技术可以去除土壤中的无机重金属离子和有机污染物。据报道,已有人采用电化学方法去除土壤中的多种重金属、甲苯、二甲苯、酚类化合物和含氯有机化合物等。1.3废气处理中电化学技术的作用炼钢厂、化肥厂、化工厂、热电厂等众多厂家在生产中都会排放出许多含有毒、有害的气体(如Cl2,H2S,SO2,NOx,CO2等)。这些污染物大多是电活

4、性的,因此可以采用电化学技术处理。电化学技术处理废气的原理是:溶解和反应转化。即使有害气体溶解在液体中,然后用电解法将其转化为无害的物质。如将Cl2直接在电极上发生氧化或还原反应,或是通过间接电氧化(还原)使Cl2还原成Cl-,N2O则通过电化学技术还原为NH3,SO2可通过多种电化学手段氧化为H2SO4或还原S。其中最成功的方法是ISPRAMARK过程,其原理是利用阳极氧化将HBr氧化成Br2,然后Br2与SO2和水反应制得硫酸。还可以Ce4+为均相氧化还原媒介辅助工艺,将SO2和氮氧化物同时分别转化为硫酸和硝酸;PbO2、连二亚硫酸盐工艺也

5、可有效处理SO2和氮氧化物废气。反应如下。1.4电化学技术在环境监测领域的应用环境保护的前提是环境监测,电化学技术通过选择不同的电极和电解池,设计和制造为传感器、监控器、控制器,可用于环境监测控制。在计算机技术的支持下,电化学技术在环境监测领域已经实现了监测和控制的高灵敏性、快速和自动化,已在环境监测中获得广泛应用。如许多工业部门将电化学技术用于H2、O2、CO2、SO2、NO2、NH3、乙醇、麻醉剂、神经性气体、金属离子等的分析和控制,军工领域自动装甲监测车对战争中化学武器和核子武器爆留物的取样分析等。2光电化学技术的应用光电化学是将光化学与

6、电化学方法合并使用,以研究分子离子基态或激发态的氧化还原反应现象、规律及应用的化学分支。光电化学的基础是光伏电池光解(光能转换成电能)、光电合成(光能转换成化学能)和光电催化(光能改变电极反应速度和选择性)。光电化学技术与环境科学相结合,形成了光电化学在环境污染治理中的研究领域,在环境监测、污染治理、清洁生产、清洁能源等方面的应用研究快速发展。半导体光电催化技术在常温常压下进行快速反应,对难降解有机物污染物治理彻底、无二次污染而成为国际环境净化处理研究的前沿领域之一。利用光电化学原理可以富集稀有金属和贵金属、记录和保存信息、还可用简单的方法随时

7、消去信息,这都是发展科学技术所必需的手段。例如,采用光电化学技术可对铜合金在不同介质中的腐蚀行为、自组装膜对金属的防护效果和将具有光响应的TiO2薄膜涂覆于金属表面进行防腐蚀等方面的研究。3地球化学工程在改善环境中的应用核工业化的迅速发展给环境也造成了危害。美国、俄罗斯等核大国的核武器数量巨大,严重的威胁着人类生存,除此之外,广泛应用的核电站也令人类喜忧参半,如切尔诺贝利核事故阴云未散,福岛核泄漏又让人谈核色变。因此,处理和如何处理放射性废物是人类必须要重视的问题。起初,人们是通过就地填埋方式,后来逐渐转变为严格选址、包裹深埋厚盖。荷兰地球化学

8、家Schuiling首次提出地球化学工程学概念,其定义为:“应用地球化学过程来改善环境”。在这个理论指导的前提下,人们利用化学和化学技术这个武器去处理