有机化学在环境工程中的有效运用

摘要：随着我国经济的快速发展,人们的环保意识也越来越强,环境工程越来越受到广大民众的高度关注。为了实现经济发展的可持续,社会发展的更加和谐,社会各界必须给与环境工程高度重视。有机化学作为一门成熟的学科,为我国环境污染的治理和环境工程的发展起到了非常关键的指导作用。本文对新时代背景下有机化学在环境工程中的作用进行了分析讨论,以期对环境工程的进一步改进提供参考。

关键词：有机化学,环境工程,有效运用

1引言

有机化学作为一门成熟的学科,也是一种新型的高精尖科学技术,在环境污染治理和环境保护方面发挥着举足轻重的作用。有机化学又称为碳化合物的化学,是研究有机化合物的组成、结构、性质和制备方法与应用的科学,是整个广大化学体系中及其重要的一部分。有机化合物和无机化合物之间没有绝对的分界,有机化合物之所以成为化学界的一门重要的独立学科,是因为有机化合物确有其在内的联系和特性。有机化学的发展初期,有机化学工业的主要原料是动物、植物,有机化学也主要研究从动物、植物中分离出的有机化合物。本文基于对有机化学基础的认识和了解,广泛讨论了有机化学在环境工程中的作用,分析了传统化学合成工艺对于环境的破坏以及新时代有机化学在环保问题中的重要意义。

2有机化学内涵

有机化学(OrganicChemistry)这一名词于1806年由贝采里乌斯首次提出,因此贝采里乌斯也被后人称为“有机化学之父”。由于当时的科学条件比较艰苦,各种资源有限,当时作为“无机化学”的对立产物而命名为“有机化学”。有机化学早起的研究主要集中在天然动植物,有机化学的研究对象就是从这些动植物的有机体中提取有机物,在当时众多科学家一致认为,在生物体内由于存在所谓的“生命力”,才能产生有机化合物,也就是有机化合物是生命力的象征,但是有机化合物不能实验室合成获得。1824年德国化学家维勒从氰中经过水解获得得草酸,几年后他无意中发现,经过加热氰酸铵可以转化为尿素。在这一发现中,氰和氰酸铵都是无机化合物,而草酸和尿素都是有机化合物,由此可见,有机化合物可以通过两种或者多种无机化合物制得。维勒的重大发现给予“生命力”学说一次重大震撼,从此之后,乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成,“生命力”学说逐渐被人们抛弃。随着试验方法的改进和合成方法的发展,越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来,其中,绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了,“有机化学”这一名词却沿用至今。在科研领域,有机化合物和无机化合物之间没有绝对的分界线。有机化学之所以成为化学中的一门独立的学科,是因为有机化合物之间确有其内在的联系和特性。位于周期表当中的碳元素,一般是通过与别的元素的原子共用外层电子即形成共价键,而达到稳定的电子构型,这种结合方式决定了有机化合物的特性。大多数有机化合物由碳、氢、氮、氧几种元素构成,少数还含有卤素和硫、磷、氮等元素。因而大多数有机化合物具有熔点较低、可以燃烧、易溶于有机溶剂等性质,这与无机化合物的性质有很大不同。在含多个碳原子的有机化合物分子中,碳原子互相结合形成分子的骨架,别的元素的原子就连接在该骨架上。在元素周期表中,没有一种别的元素能像碳那样以多种方式彼此牢固地结合。由碳原子形成的分子骨架有多种形式,有直链、支链、环状等。在有机化学发展的初期,有机化学工业的主要原料是动、植物体,有机化学主要研究从动、植物体中分离有机化合物。

3有机化学在环境工程中的利与弊

有机化学的出现揭示了物质组成的元素,以及有机物和无机物之间相互转换的规律,其研究范围包括新事物的合成、物质之间的反应、反应试剂的研究、反应理论的进步。有机化学的发展经历了从研究初期的手动操作,到后来逐步发展为机械化、自动化、智能化,有机化学的出现不仅为生命科学、环境科学、材料科学等学科的研究提供了强大的理论基础,并在很大程度上推动了生命医学研究、环境工程发展、材料技术革新等多个方面的跨越式飞跃,有效的推动了社会的进步,提高了人类的生活质量,对于改善人们赖以生存的生态环境具有极其重要的意义。有机化学作为一门具有创新性的应用学科,对于现代化农业生产和科技进步起到了重要的推动作用,但是有机化学也是一把双刃剑,有机化学的广泛应用也导致了一些问题的出现,比如经过有机化学研究出的新型药物、农药、食用添加剂等,它们在很大程度上改善了人们的生活质量,提高了生活水平,但是药物的滥用也确实造成了很大的环境污染。另外,在材料制造领域,有机化学的出现对于材料的生产制造带来了春天,有机化学的灵活运用可以生产出具有声、光、电、电磁等多种性能结合的化合物,这些化合物有多种功能的分子材料进行化学或者物理的方法组合而成,其功能也是声、光、电、电磁的结合,这对于材料制造行业具有很大的现实意义。对于可持续发展,有机化学还面临着很大的挑战,大自然中有着丰富的有机物和无机物样本,通过先进的有机化学合成方法,制造出更多的新事物对于全球经济的可持续化发展和人类生态环境的改善具有重要意义。随着时代的变化,有机化学的研究重点也不止局限于生物制药、食品工程和材料生成方面了。经济迅速发展导致了环境的日益恶化,有机化学在环境监测、污染治理方面的作用也日益凸显。虽然有机化学给人类创造了丰富多彩的物质生活,大大的提升了人们的生活质量和健康状况,但是我们需要清醒的认识到,任何事物都是一把双刃剑,有机化学也不例外,在有机化学广泛推广使用的同时,自然环境遭受到了极大的重创。比如在农业生产中,传统的肥料是远远供不上农作物生长需求的,所以之前人们的农业生产效率很低,农业产量很低,农民的生活水平也是很差的,全年围绕那一块农田,但是收获却未必能够填饱肚子。随着有机化学的广泛应用,化肥出现了,在农业生产方面,化肥的使用极大的提高了农作物的收成,农田的产量直线上升,农民的生活水平也的得到了极大的提高。在提高农作物收成时,化肥是好,但是随着人们对于化肥越来越依赖,这就导致了农田离开化肥就不长庄稼,长时间的使用化肥又会导致农田板结,而且化肥的使用导致了农作物生长速度过快,其质量必然下降,最关键的一点,化肥的滥用会直接导致农作物的污染。这就意味着虽然人们能吃饱了,但是尚不能吃好。再者就是农药,农药类似于化肥,农药的使用明显的降低了农作物的虫害和杂草影响,但是打过农药的农作物毕竟会存在残留,所以人们的饮食安全问题值得深度思考。在农药方面,由于农药的大面积使用,农田里的虫子明显减少,但是这也就间接导致了相应虫子的天敌没有了食物来源,所以很多鸟儿濒临灭绝。抛开农业生产,在生活家居方面,有机化学的广泛应用给人们带来了很多便利,各种各样新事物的出现,为人们的装修提供了很多色彩,但是这些色彩的背后却是健康隐患,比如油漆、胶水、甲醛等材料都是有机化合物,这些化合物在家具家电中的残留时间很长,单凭空气的稀释会很慢,这也就对人体的健康造成了一定程度的影响。同样,在室外环境中,随着人们生活水平的提升,家家户户都有小汽车,汽车的使用便利了生活,但是汽车尾气的排放却对环境造成了极大的破坏,汽车尾气会直接导致大气层中臭氧的分解,没有了臭氧我们的生活就失去了保护。由此可见,有机化学在环境工程中的利弊皆有,如何去更好的利用有机化学实现环境保护的最大化,降低环境污染的影响值得每一个人思考。

4有机化学在环境工程中的有效运用

4.1合理选择有机化学类型

随着时代的变迁,人们生活的不断变化,环境工程面临的问题也在不断地变化,所以,有机化学在环境工程中的运用也要与时俱进,不断创新。在过去,由于物质的匮乏,有机化学的出现主要为人们提供物质保障服务,人们并没有过多的去考虑其负面作用,但是随着经济发展的突飞猛进,我们必须意识到有机化学有着双面作用,只有合理的选择有机化学的类型,针对不同的需求提供不同的有机化学方式方法,才能够在最大程度上降低有机化学造成的环境污染,同样,在污染治理方面,随着新污染物的不断出现,有机化学研究也必须不断改进,比如过去石油在海上泄露,可以通过燃烧法,也可以通过化学物反应消除法,这就是有机化学在环境污染问题上的应用。最近几年PM2.5受到人们的广泛关注,有机化学在这方面应该有所作为,针对这个问题给出相应的解决办法,如果能够做到这一点,有机化学的真正意义就得以实现。

4.2大力提倡绿色发展

绿色发展并不单纯的指农业发展的健康、无污染,有机化学的发展也可以实现绿色发展,比如,在专修行业里,有机化学相关专业可以研究那种污染物含量低的涂料、胶水等。绿色发展其实是一种理念,它可以贯穿到社会的方方面面,绿色化学更是一种发展方式,也是有机化学可持续发展、不断进步的必经之路。随着人们生活水平的不断提升,生活质量、健康状况必然越来越得到人们的重视,这就导致了有机化学的发展必然会受到人们的关注,如果依旧延续过去的粗放式发展理念,那么势必会被市场所淘汰。有机化学的发展必须坚持先进的发展理念,本着以提高人们生活质量、保护人类赖以生存的生态环境为目标,去研发、制造新产品,以更加优质的服务去实现人们生活水平的提高,人们健康水平的保障。

5结语

绿色发展是更加先进的发展,是可持续发展的要求,也是人类发展历史的必然,这期间也必然会导致短期的效益下降。作为研发部门,应当保持足够的研究热情和长远的发展眼光,脚踏实地。不仅要做好当下的科研和生产任务,更要增加时展的使命感和责任感,为将来人类生态环境的日益改进做出应有的贡献,这也是每一位科研人员的理想,这样也就实现了有机化学在环境工程中的有效运用。

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作者：彭兴华 蒋高华 单位：云南能源职业技术学院