有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程中的有效運(yùn)用

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摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們的環(huán)保意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng),環(huán)境工程越來(lái)越受到廣大民眾的高度關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù),社會(huì)發(fā)展的更加和諧,社會(huì)各界必須給與環(huán)境工程高度重視。有機(jī)化學(xué)作為一門成熟的學(xué)科,為我國(guó)環(huán)境污染的治理和環(huán)境工程的發(fā)展起到了非常關(guān)鍵的指導(dǎo)作用。本文對(duì)新時(shí)代背景下有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程中的作用進(jìn)行了分析討論,以期對(duì)環(huán)境工程的進(jìn)一步改進(jìn)提供參考。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué),環(huán)境工程,有效運(yùn)用

1引言

有機(jī)化學(xué)作為一門成熟的學(xué)科,也是一種新型的高精尖科學(xué)技術(shù),在環(huán)境污染治理和環(huán)境保護(hù)方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。有機(jī)化學(xué)又稱為碳化合物的化學(xué),是研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備方法與應(yīng)用的科學(xué),是整個(gè)廣大化學(xué)體系中及其重要的一部分。有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物之間沒(méi)有絕對(duì)的分界,有機(jī)化合物之所以成為化學(xué)界的一門重要的獨(dú)立學(xué)科,是因?yàn)橛袡C(jī)化合物確有其在內(nèi)的聯(lián)系和特性。有機(jī)化學(xué)的發(fā)展初期,有機(jī)化學(xué)工業(yè)的主要原料是動(dòng)物、植物,有機(jī)化學(xué)也主要研究從動(dòng)物、植物中分離出的有機(jī)化合物。本文基于對(duì)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)和了解,廣泛討論了有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程中的作用,分析了傳統(tǒng)化學(xué)合成工藝對(duì)于環(huán)境的破壞以及新時(shí)代有機(jī)化學(xué)在環(huán)保問(wèn)題中的重要意義。

2有機(jī)化學(xué)內(nèi)涵

有機(jī)化學(xué)(OrganicChemistry)這一名詞于1806年由貝采里烏斯首次提出,因此貝采里烏斯也被后人稱為“有機(jī)化學(xué)之父”。由于當(dāng)時(shí)的科學(xué)條件比較艱苦,各種資源有限,當(dāng)時(shí)作為“無(wú)機(jī)化學(xué)”的對(duì)立產(chǎn)物而命名為“有機(jī)化學(xué)”。有機(jī)化學(xué)早起的研究主要集中在天然動(dòng)植物,有機(jī)化學(xué)的研究對(duì)象就是從這些動(dòng)植物的有機(jī)體中提取有機(jī)物,在當(dāng)時(shí)眾多科學(xué)家一致認(rèn)為,在生物體內(nèi)由于存在所謂的“生命力”,才能產(chǎn)生有機(jī)化合物,也就是有機(jī)化合物是生命力的象征,但是有機(jī)化合物不能實(shí)驗(yàn)室合成獲得。1824年德國(guó)化學(xué)家維勒從氰中經(jīng)過(guò)水解獲得得草酸,幾年后他無(wú)意中發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)加熱氰酸銨可以轉(zhuǎn)化為尿素。在這一發(fā)現(xiàn)中,氰和氰酸銨都是無(wú)機(jī)化合物,而草酸和尿素都是有機(jī)化合物,由此可見(jiàn),有機(jī)化合物可以通過(guò)兩種或者多種無(wú)機(jī)化合物制得。維勒的重大發(fā)現(xiàn)給予“生命力”學(xué)說(shuō)一次重大震撼,從此之后,乙酸等有機(jī)化合物相繼由碳、氫等元素合成,“生命力”學(xué)說(shuō)逐漸被人們拋棄。隨著試驗(yàn)方法的改進(jìn)和合成方法的發(fā)展,越來(lái)越多的有機(jī)化合物不斷地在實(shí)驗(yàn)室中合成出來(lái),其中,絕大部分是在與生物體內(nèi)迥然不同的條件下合成出來(lái)的。“生命力”學(xué)說(shuō)漸漸被拋棄了,“有機(jī)化學(xué)”這一名詞卻沿用至今。在科研領(lǐng)域,有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物之間沒(méi)有絕對(duì)的分界線。有機(jī)化學(xué)之所以成為化學(xué)中的一門獨(dú)立的學(xué)科,是因?yàn)橛袡C(jī)化合物之間確有其內(nèi)在的聯(lián)系和特性。位于周期表當(dāng)中的碳元素,一般是通過(guò)與別的元素的原子共用外層電子即形成共價(jià)鍵,而達(dá)到穩(wěn)定的電子構(gòu)型,這種結(jié)合方式?jīng)Q定了有機(jī)化合物的特性。大多數(shù)有機(jī)化合物由碳、氫、氮、氧幾種元素構(gòu)成,少數(shù)還含有鹵素和硫、磷、氮等元素。因而大多數(shù)有機(jī)化合物具有熔點(diǎn)較低、可以燃燒、易溶于有機(jī)溶劑等性質(zhì),這與無(wú)機(jī)化合物的性質(zhì)有很大不同。在含多個(gè)碳原子的有機(jī)化合物分子中,碳原子互相結(jié)合形成分子的骨架,別的元素的原子就連接在該骨架上。在元素周期表中,沒(méi)有一種別的元素能像碳那樣以多種方式彼此牢固地結(jié)合。由碳原子形成的分子骨架有多種形式,有直鏈、支鏈、環(huán)狀等。在有機(jī)化學(xué)發(fā)展的初期,有機(jī)化學(xué)工業(yè)的主要原料是動(dòng)、植物體,有機(jī)化學(xué)主要研究從動(dòng)、植物體中分離有機(jī)化合物。

3有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程中的利與弊

有機(jī)化學(xué)的出現(xiàn)揭示了物質(zhì)組成的元素,以及有機(jī)物和無(wú)機(jī)物之間相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律,其研究范圍包括新事物的合成、物質(zhì)之間的反應(yīng)、反應(yīng)試劑的研究、反應(yīng)理論的進(jìn)步。有機(jī)化學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了從研究初期的手動(dòng)操作,到后來(lái)逐步發(fā)展為機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化,有機(jī)化學(xué)的出現(xiàn)不僅為生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的研究提供了強(qiáng)大的理論基礎(chǔ),并在很大程度上推動(dòng)了生命醫(yī)學(xué)研究、環(huán)境工程發(fā)展、材料技術(shù)革新等多個(gè)方面的跨越式飛躍,有效的推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步,提高了人類的生活質(zhì)量,對(duì)于改善人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境具有極其重要的意義。有機(jī)化學(xué)作為一門具有創(chuàng)新性的應(yīng)用學(xué)科,對(duì)于現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科技進(jìn)步起到了重要的推動(dòng)作用,但是有機(jī)化學(xué)也是一把雙刃劍,有機(jī)化學(xué)的廣泛應(yīng)用也導(dǎo)致了一些問(wèn)題的出現(xiàn),比如經(jīng)過(guò)有機(jī)化學(xué)研究出的新型藥物、農(nóng)藥、食用添加劑等,它們?cè)诤艽蟪潭壬细纳屏巳藗兊纳钯|(zhì)量,提高了生活水平,但是藥物的濫用也確實(shí)造成了很大的環(huán)境污染。另外,在材料制造領(lǐng)域,有機(jī)化學(xué)的出現(xiàn)對(duì)于材料的生產(chǎn)制造帶來(lái)了春天,有機(jī)化學(xué)的靈活運(yùn)用可以生產(chǎn)出具有聲、光、電、電磁等多種性能結(jié)合的化合物,這些化合物有多種功能的分子材料進(jìn)行化學(xué)或者物理的方法組合而成,其功能也是聲、光、電、電磁的結(jié)合,這對(duì)于材料制造行業(yè)具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)于可持續(xù)發(fā)展,有機(jī)化學(xué)還面臨著很大的挑戰(zhàn),大自然中有著豐富的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物樣本,通過(guò)先進(jìn)的有機(jī)化學(xué)合成方法,制造出更多的新事物對(duì)于全球經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)化發(fā)展和人類生態(tài)環(huán)境的改善具有重要意義。隨著時(shí)代的變化,有機(jī)化學(xué)的研究重點(diǎn)也不止局限于生物制藥、食品工程和材料生成方面了。經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展導(dǎo)致了環(huán)境的日益惡化,有機(jī)化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染治理方面的作用也日益凸顯。雖然有機(jī)化學(xué)給人類創(chuàng)造了豐富多彩的物質(zhì)生活,大大的提升了人們的生活質(zhì)量和健康狀況,但是我們需要清醒的認(rèn)識(shí)到,任何事物都是一把雙刃劍,有機(jī)化學(xué)也不例外,在有機(jī)化學(xué)廣泛推廣使用的同時(shí),自然環(huán)境遭受到了極大的重創(chuàng)。比如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,傳統(tǒng)的肥料是遠(yuǎn)遠(yuǎn)供不上農(nóng)作物生長(zhǎng)需求的,所以之前人們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率很低,農(nóng)業(yè)產(chǎn)量很低,農(nóng)民的生活水平也是很差的,全年圍繞那一塊農(nóng)田,但是收獲卻未必能夠填飽肚子。隨著有機(jī)化學(xué)的廣泛應(yīng)用,化肥出現(xiàn)了,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面,化肥的使用極大的提高了農(nóng)作物的收成,農(nóng)田的產(chǎn)量直線上升,農(nóng)民的生活水平也的得到了極大的提高。在提高農(nóng)作物收成時(shí),化肥是好,但是隨著人們對(duì)于化肥越來(lái)越依賴,這就導(dǎo)致了農(nóng)田離開(kāi)化肥就不長(zhǎng)莊稼,長(zhǎng)時(shí)間的使用化肥又會(huì)導(dǎo)致農(nóng)田板結(jié),而且化肥的使用導(dǎo)致了農(nóng)作物生長(zhǎng)速度過(guò)快,其質(zhì)量必然下降,最關(guān)鍵的一點(diǎn),化肥的濫用會(huì)直接導(dǎo)致農(nóng)作物的污染。這就意味著雖然人們能吃飽了,但是尚不能吃好。再者就是農(nóng)藥,農(nóng)藥類似于化肥,農(nóng)藥的使用明顯的降低了農(nóng)作物的蟲(chóng)害和雜草影響,但是打過(guò)農(nóng)藥的農(nóng)作物畢竟會(huì)存在殘留,所以人們的飲食安全問(wèn)題值得深度思考。在農(nóng)藥方面,由于農(nóng)藥的大面積使用,農(nóng)田里的蟲(chóng)子明顯減少,但是這也就間接導(dǎo)致了相應(yīng)蟲(chóng)子的天敵沒(méi)有了食物來(lái)源,所以很多鳥(niǎo)兒瀕臨滅絕。拋開(kāi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),在生活家居方面,有機(jī)化學(xué)的廣泛應(yīng)用給人們帶來(lái)了很多便利,各種各樣新事物的出現(xiàn),為人們的裝修提供了很多色彩,但是這些色彩的背后卻是健康隱患,比如油漆、膠水、甲醛等材料都是有機(jī)化合物,這些化合物在家具家電中的殘留時(shí)間很長(zhǎng),單憑空氣的稀釋會(huì)很慢,這也就對(duì)人體的健康造成了一定程度的影響。同樣,在室外環(huán)境中,隨著人們生活水平的提升,家家戶戶都有小汽車,汽車的使用便利了生活,但是汽車尾氣的排放卻對(duì)環(huán)境造成了極大的破壞,汽車尾氣會(huì)直接導(dǎo)致大氣層中臭氧的分解,沒(méi)有了臭氧我們的生活就失去了保護(hù)。由此可見(jiàn),有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程中的利弊皆有,如何去更好的利用有機(jī)化學(xué)實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的最大化,降低環(huán)境污染的影響值得每一個(gè)人思考。

4有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程中的有效運(yùn)用

4.1合理選擇有機(jī)化學(xué)類型

隨著時(shí)代的變遷,人們生活的不斷變化,環(huán)境工程面臨的問(wèn)題也在不斷地變化,所以,有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程中的運(yùn)用也要與時(shí)俱進(jìn),不斷創(chuàng)新。在過(guò)去,由于物質(zhì)的匱乏,有機(jī)化學(xué)的出現(xiàn)主要為人們提供物質(zhì)保障服務(wù),人們并沒(méi)有過(guò)多的去考慮其負(fù)面作用,但是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的突飛猛進(jìn),我們必須意識(shí)到有機(jī)化學(xué)有著雙面作用,只有合理的選擇有機(jī)化學(xué)的類型,針對(duì)不同的需求提供不同的有機(jī)化學(xué)方式方法,才能夠在最大程度上降低有機(jī)化學(xué)造成的環(huán)境污染,同樣,在污染治理方面,隨著新污染物的不斷出現(xiàn),有機(jī)化學(xué)研究也必須不斷改進(jìn),比如過(guò)去石油在海上泄露,可以通過(guò)燃燒法,也可以通過(guò)化學(xué)物反應(yīng)消除法,這就是有機(jī)化學(xué)在環(huán)境污染問(wèn)題上的應(yīng)用。最近幾年P(guān)M2.5受到人們的廣泛關(guān)注,有機(jī)化學(xué)在這方面應(yīng)該有所作為,針對(duì)這個(gè)問(wèn)題給出相應(yīng)的解決辦法,如果能夠做到這一點(diǎn),有機(jī)化學(xué)的真正意義就得以實(shí)現(xiàn)。

4.2大力提倡綠色發(fā)展

綠色發(fā)展并不單純的指農(nóng)業(yè)發(fā)展的健康、無(wú)污染,有機(jī)化學(xué)的發(fā)展也可以實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展,比如,在專修行業(yè)里,有機(jī)化學(xué)相關(guān)專業(yè)可以研究那種污染物含量低的涂料、膠水等。綠色發(fā)展其實(shí)是一種理念,它可以貫穿到社會(huì)的方方面面,綠色化學(xué)更是一種發(fā)展方式,也是有機(jī)化學(xué)可持續(xù)發(fā)展、不斷進(jìn)步的必經(jīng)之路。隨著人們生活水平的不斷提升,生活質(zhì)量、健康狀況必然越來(lái)越得到人們的重視,這就導(dǎo)致了有機(jī)化學(xué)的發(fā)展必然會(huì)受到人們的關(guān)注,如果依舊延續(xù)過(guò)去的粗放式發(fā)展理念,那么勢(shì)必會(huì)被市場(chǎng)所淘汰。有機(jī)化學(xué)的發(fā)展必須堅(jiān)持先進(jìn)的發(fā)展理念,本著以提高人們生活質(zhì)量、保護(hù)人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境為目標(biāo),去研發(fā)、制造新產(chǎn)品,以更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)去實(shí)現(xiàn)人們生活水平的提高,人們健康水平的保障。

5結(jié)語(yǔ)

綠色發(fā)展是更加先進(jìn)的發(fā)展,是可持續(xù)發(fā)展的要求,也是人類發(fā)展歷史的必然,這期間也必然會(huì)導(dǎo)致短期的效益下降。作為研發(fā)部門,應(yīng)當(dāng)保持足夠的研究熱情和長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展眼光,腳踏實(shí)地。不僅要做好當(dāng)下的科研和生產(chǎn)任務(wù),更要增加時(shí)展的使命感和責(zé)任感,為將來(lái)人類生態(tài)環(huán)境的日益改進(jìn)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn),這也是每一位科研人員的理想,這樣也就實(shí)現(xiàn)了有機(jī)化學(xué)在環(huán)境工程中的有效運(yùn)用。

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作者：彭興華 蔣高華 單位：云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院