有機化學在環(huán)境工程中的有效運用
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摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們的環(huán)保意識也越來越強,環(huán)境工程越來越受到廣大民眾的高度關(guān)注。為了實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展的可持續(xù),社會發(fā)展的更加和諧,社會各界必須給與環(huán)境工程高度重視。有機化學作為一門成熟的學科,為我國環(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。本文對新時代背景下有機化學在環(huán)境工程中的作用進行了分析討論,以期對環(huán)境工程的進一步改進提供參考。
關(guān)鍵詞：有機化學,環(huán)境工程,有效運用
1引言
有機化學作為一門成熟的學科,也是一種新型的高精尖科學技術(shù),在環(huán)境污染治理和環(huán)境保護方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。有機化學又稱為碳化合物的化學,是研究有機化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備方法與應(yīng)用的科學,是整個廣大化學體系中及其重要的一部分。有機化合物和無機化合物之間沒有絕對的分界,有機化合物之所以成為化學界的一門重要的獨立學科,是因為有機化合物確有其在內(nèi)的聯(lián)系和特性。有機化學的發(fā)展初期,有機化學工業(yè)的主要原料是動物、植物,有機化學也主要研究從動物、植物中分離出的有機化合物。本文基于對有機化學基礎(chǔ)的認識和了解,廣泛討論了有機化學在環(huán)境工程中的作用,分析了傳統(tǒng)化學合成工藝對于環(huán)境的破壞以及新時代有機化學在環(huán)保問題中的重要意義。
2有機化學內(nèi)涵
有機化學(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“有機化學之父”。由于當時的科學條件比較艱苦,各種資源有限,當時作為“無機化學”的對立產(chǎn)物而命名為“有機化學”。有機化學早起的研究主要集中在天然動植物,有機化學的研究對象就是從這些動植物的有機體中提取有機物,在當時眾多科學家一致認為,在生物體內(nèi)由于存在所謂的“生命力”,才能產(chǎn)生有機化合物,也就是有機化合物是生命力的象征,但是有機化合物不能實驗室合成獲得。1824年德國化學家維勒從氰中經(jīng)過水解獲得得草酸,幾年后他無意中發(fā)現(xiàn),經(jīng)過加熱氰酸銨可以轉(zhuǎn)化為尿素。在這一發(fā)現(xiàn)中,氰和氰酸銨都是無機化合物,而草酸和尿素都是有機化合物,由此可見,有機化合物可以通過兩種或者多種無機化合物制得。維勒的重大發(fā)現(xiàn)給予“生命力”學說一次重大震撼,從此之后,乙酸等有機化合物相繼由碳、氫等元素合成,“生命力”學說逐漸被人們拋棄。隨著試驗方法的改進和合成方法的發(fā)展,越來越多的有機化合物不斷地在實驗室中合成出來,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的?！吧Α睂W說漸漸被拋棄了,“有機化學”這一名詞卻沿用至今。在科研領(lǐng)域,有機化合物和無機化合物之間沒有絕對的分界線。有機化學之所以成為化學中的一門獨立的學科,是因為有機化合物之間確有其內(nèi)在的聯(lián)系和特性。位于周期表當中的碳元素,一般是通過與別的元素的原子共用外層電子即形成共價鍵,而達到穩(wěn)定的電子構(gòu)型,這種結(jié)合方式?jīng)Q定了有機化合物的特性。大多數(shù)有機化合物由碳、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)有機化合物具有熔點較低、可以燃燒、易溶于有機溶劑等性質(zhì),這與無機化合物的性質(zhì)有很大不同。在含多個碳原子的有機化合物分子中,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。在有機化學發(fā)展的初期,有機化學工業(yè)的主要原料是動、植物體,有機化學主要研究從動、植物體中分離有機化合物。
3有機化學在環(huán)境工程中的利與弊
有機化學的出現(xiàn)揭示了物質(zhì)組成的元素,以及有機物和無機物之間相互轉(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)理論的進步。有機化學的發(fā)展經(jīng)歷了從研究初期的手動操作,到后來逐步發(fā)展為機械化、自動化、智能化,有機化學的出現(xiàn)不僅為生命科學、環(huán)境科學、材料科學等學科的研究提供了強大的理論基礎(chǔ),并在很大程度上推動了生命醫(yī)學研究、環(huán)境工程發(fā)展、材料技術(shù)革新等多個方面的跨越式飛躍,有效的推動了社會的進步,提高了人類的生活質(zhì)量,對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。有機化學作為一門具有創(chuàng)新性的應(yīng)用學科,對于現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科技進步起到了重要的推動作用,但是有機化學也是一把雙刃劍,有機化學的廣泛應(yīng)用也導(dǎo)致了一些問題的出現(xiàn),比如經(jīng)過有機化學研究出的新型藥物、農(nóng)藥、食用添加劑等,它們在很大程度上改善了人們的生活質(zhì)量,提高了生活水平,但是藥物的濫用也確實造成了很大的環(huán)境污染。另外,在材料制造領(lǐng)域,有機化學的出現(xiàn)對于材料的生產(chǎn)制造帶來了春天,有機化學的靈活運用可以生產(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行化學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,這對于材料制造行業(yè)具有很大的現(xiàn)實意義。對于可持續(xù)發(fā)展,有機化學還面臨著很大的挑戰(zhàn),大自然中有著豐富的有機物和無機物樣本,通過先進的有機化學合成方法,制造出更多的新事物對于全球經(jīng)濟的可持續(xù)化發(fā)展和人類生態(tài)環(huán)境的改善具有重要意義。隨著時代的變化,有機化學的研究重點也不止局限于生物制藥、食品工程和材料生成方面了。經(jīng)濟迅速發(fā)展導(dǎo)致了環(huán)境的日益惡化,有機化學在環(huán)境監(jiān)測、污染治理方面的作用也日益凸顯。雖然有機化學給人類創(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識到,任何事物都是一把雙刃劍,有機化學也不例外,在有機化學廣泛推廣使用的同時,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)的肥料是遠遠供不上農(nóng)作物生長需求的,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。隨著有機化學的廣泛應(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,化肥是好,但是隨著人們對于化肥越來越依賴,這就導(dǎo)致了農(nóng)田離開化肥就不長莊稼,長時間的使用化肥又會導(dǎo)致農(nóng)田板結(jié),而且化肥的使用導(dǎo)致了農(nóng)作物生長速度過快,其質(zhì)量必然下降,最關(guān)鍵的一點,化肥的濫用會直接導(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)作物的蟲害和雜草影響,但是打過農(nóng)藥的農(nóng)作物畢竟會存在殘留,所以人們的飲食安全問題值得深度思考。在農(nóng)藥方面,由于農(nóng)藥的大面積使用,農(nóng)田里的蟲子明顯減少,但是這也就間接導(dǎo)致了相應(yīng)蟲子的天敵沒有了食物來源,所以很多鳥兒瀕臨滅絕。拋開農(nóng)業(yè)生產(chǎn),在生活家居方面,有機化學的廣泛應(yīng)用給人們帶來了很多便利,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化合物,這些化合物在家具家電中的殘留時間很長,單憑空氣的稀釋會很慢,這也就對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環(huán)境造成了極大的破壞,汽車尾氣會直接導(dǎo)致大氣層中臭氧的分解,沒有了臭氧我們的生活就失去了保護。由此可見,有機化學在環(huán)境工程中的利弊皆有,如何去更好的利用有機化學實現(xiàn)環(huán)境保護的最大化,降低環(huán)境污染的影響值得每一個人思考。
4有機化學在環(huán)境工程中的有效運用
4.1合理選擇有機化學類型
隨著時代的變遷,人們生活的不斷變化,環(huán)境工程面臨的問題也在不斷地變化,所以,有機化學在環(huán)境工程中的運用也要與時俱進,不斷創(chuàng)新。在過去,由于物質(zhì)的匱乏,有機化學的出現(xiàn)主要為人們提供物質(zhì)保障服務(wù),人們并沒有過多的去考慮其負面作用,但是隨著經(jīng)濟發(fā)展的突飛猛進,我們必須意識到有機化學有著雙面作用,只有合理的選擇有機化學的類型,針對不同的需求提供不同的有機化學方式方法,才能夠在最大程度上降低有機化學造成的環(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),有機化學研究也必須不斷改進,比如過去石油在海上泄露,可以通過燃燒法,也可以通過化學物反應(yīng)消除法,這就是有機化學在環(huán)境污染問題上的應(yīng)用。最近幾年P(guān)M2.5受到人們的廣泛關(guān)注,有機化學在這方面應(yīng)該有所作為,針對這個問題給出相應(yīng)的解決辦法,如果能夠做到這一點,有機化學的真正意義就得以實現(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、無污染,有機化學的發(fā)展也可以實現(xiàn)綠色發(fā)展,比如,在專修行業(yè)里,有機化學相關(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)展其實是一種理念,它可以貫穿到社會的方方面面,綠色化學更是一種發(fā)展方式,也是有機化學可持續(xù)發(fā)展、不斷進步的必經(jīng)之路。隨著人們生活水平的不斷提升,生活質(zhì)量、健康狀況必然越來越得到人們的重視,這就導(dǎo)致了有機化學的發(fā)展必然會受到人們的關(guān)注,如果依舊延續(xù)過去的粗放式發(fā)展理念,那么勢必會被市場所淘汰。有機化學的發(fā)展必須堅持先進的發(fā)展理念,本著以提高人們生活質(zhì)量、保護人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境為目標,去研發(fā)、制造新產(chǎn)品,以更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)去實現(xiàn)人們生活水平的提高,人們健康水平的保障。
5結(jié)語
綠色發(fā)展是更加先進的發(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,這期間也必然會導(dǎo)致短期的效益下降。作為研發(fā)部門,應(yīng)當保持足夠的研究熱情和長遠的發(fā)展眼光,腳踏實地。不僅要做好當下的科研和生產(chǎn)任務(wù),更要增加時展的使命感和責任感,為將來人類生態(tài)環(huán)境的日益改進做出應(yīng)有的貢獻,這也是每一位科研人員的理想,這樣也就實現(xiàn)了有機化學在環(huán)境工程中的有效運用。
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作者：彭興華 蔣高華 單位：云南能源職業(yè)技術(shù)學院
