隨著化學技術的發展，電化學技術逐漸開始應用起來，電化學技術在廢水處理中應用比較廣泛，本文就主要研究化學技術在環境污染中的運用。

　　《結構化學》主要報道晶體學，量子化學，藥物、材料和催化劑等領域物質性能與結構關系的文章。報道的內容涉及有機化學、無機化學、合成化學、結構化學、材料科學、藥物化學、晶體學、理論化學等學科中的微觀物質結構與性能關系的研究成果或階段性成果。與此同時本刊也報道用譜學等物理方法解析物質結構、闡述物質結構與性能關系的論文。

　　1電化學及其技術的應用

　　由于在計算機技術下控制電極電勢的便捷性,實現物質的氧化或還原易如反掌,電化學技術可以方便地用于工業產品的生產,這種技術對環境基本上無污染,當然可應用于環境污染物治理,通過氧化或還原反應去除對環境有害的物質。該技術在環境污染物監測、廢水廢氣處理、土壤再生、氣態污染物處理、環境監測、以及開發化學新能源等諸多方面有著廣泛的應用,在環境保護和物質再生中也有著廣泛的應用前景。

　　它在環境保護過程中所表現出的優越性主要為:(1)環境兼容性高,(2)多功能性,(3)能量利用率高,(4)經濟實用。當下處理環境污染物對該技術的主要運用有:電吸附、電凝聚、電滲析、電沉積、電化學氧化、電化學還原、光電化學氧化、電化學膜分離等。

　　1.1廢水處理中電化學技術的作用

　　水污染是危害人類生存環境最主要的殺手,福島核污染引起的水污染至今讓日本人談水色變,有數據稱,水中的有害元素經水草、魚蝦生物鏈的富集,進入人體時有害元素含量是水體本身的數百倍,水污染造成的危害由此可見一斑。在電鍍工業中生成含氰廢水,如采用具有良好抗腐蝕性能的鎳電極,在堿性電解液中氧化處理氰化物,當CN-質量濃度較高時(≥1g/cm3),不僅不會產生HCN氣體,而且成本更低。處理的氰化物質量濃度可以從1000~2000g/cm3降到不超過1g/cm3,殘余的CN-再用氯酸鹽進一步氧化,可防止產生HCN氣體危害。

　　運用電化學技術處理含酚廢水,水被氧化為OH自由基,這些自由基吸附在電極表面與酚反應生成CO2;或是通過間接電氧化的方式破壞有毒物,如Ag+在陽極氧化為Ag2+,在30~60℃下,Ag2+可破壞有機物并可重復使用。有文獻報道,對于染料行業中的有機污染物如蒽醌、三苯甲烷以及其他含氮染料等,在有氯離子存在的條件下進行電化學氧化,印染廢水的脫色率可達99%,此法還可用于處理含酚、含油、含菌的廢水。含鉻的廢水中以六價形式存在的Cr6+,毒性很高,運用電化學技術使溶液中的Cr6+被還原為Cr3+,毒性隨之消解,反應式為:有文獻報道利用電化學還原技術處理甲醇-水混合液中的六氯代酚,電流效率可達60%。

　　1.2土壤再生中電化學技術的作用

　　清除土壤泥漿中放射性物質、重金屬、某些有機化合物或無機化合物,電化學方法是最便捷的方法之一。它的原理是:先在電流的作用下,在陽極區產生酸,酸液穿越土層,從土壤顆粒表面解附污染物;后通過電流促使土壤間隙中的相關物質和電極區人為引入的處理液發生電遷移;最后利用電流產生電勢差,進而通過電滲作用,清除土壤中的污染物。

　　電化學方法清除污染物的過程包括(1)電遷移(2)電滲(3)電泳三種機制。使用該法時只需將通以直流電的電極插入土壤里,形成離子的對流、擴散和電遷移運動,即可獲得滿意的效果[23]。利用電化學技術可以去除土壤中的無機重金屬離子和有機污染物。據報道,已有人采用電化學方法去除土壤中的多種重金屬、甲苯、二甲苯、酚類化合物和含氯有機化合物等。

　　1.3廢氣處理中電化學技術的作用

　　煉鋼廠、化肥廠、化工廠、熱電廠等眾多廠家在生產中都會排放出許多含有毒、有害的氣體(如Cl2,H2S,SO2,NOx,CO2等)。這些污染物大多是電活性的,因此可以采用電化學技術處理。電化學技術處理廢氣的原理是:溶解和反應轉化。即使有害氣體溶解在液體中,然后用電解法將其轉化為無害的物質。如將Cl2直接在電極上發生氧化或還原反應,或是通過間接電氧化(還原)使Cl2還原成Cl-,N2O則通過電化學技術還原為NH3,SO2可通過多種電化學手段氧化為H2SO4或還原S。其中最成功的方法是ISPRAMARK過程,其原理是利用陽極氧化將HBr氧化成Br2,然后Br2與SO2和水反應制得硫酸。還可以Ce4+為均相氧化還原媒介輔助工藝,將SO2和氮氧化物同時分別轉化為硫酸和硝酸;PbO2、連二亞硫酸鹽工藝也可有效處理SO2和氮氧化物廢氣。

　　1.4電化學技術在環境監測領域的應用環境保護的前提是環境監測,電化學技術通過選擇不同的電極和電解池,設計和制造為傳感器、監控器、控制器,可用于環境監測控制。在計算機技術的支持下,電化學技術在環境監測領域已經實現了監測和控制的高靈敏性、快速和自動化,已在環境監測中獲得廣泛應用。如許多工業部門將電化學技術用于H2、O2、CO2、SO2、NO2、NH3、乙醇、麻醉劑、神經性氣體、金屬離子等的分析和控制,軍工領域自動裝甲監測車對戰爭中化學武器和核子武器爆留物的取樣分析等。

　　2光電化學技術的應用

　　光電化學是將光化學與電化學方法合并使用,以研究分子離子基態或激發態的氧化還原反應現象、規律及應用的化學分支。光電化學的基礎是光伏電池光解(光能轉換成電能)、光電合成(光能轉換成化學能)和光電催化(光能改變電極反應速度和選擇性)。光電化學技術與環境科學相結合,形成了光電化學在環境污染治理中的研究領域,在環境監測、污染治理、清潔生產、清潔能源等方面的應用研究快速發展。

　　半導體光電催化技術在常溫常壓下進行快速反應,對難降解有機物污染物治理徹底、無二次污染而成為國際環境凈化處理研究的前沿領域之一。利用光電化學原理可以富集稀有金屬和貴金屬、記錄和保存信息、還可用簡單的方法隨時消去信息,這都是發展科學技術所必需的手段。例如,采用光電化學技術可對銅合金在不同介質中的腐蝕行為、自組裝膜對金屬的防護效果和將具有光響應的TiO2薄膜涂覆于金屬表面進行防腐蝕等方面的研究。

　　3地球化學工程在改善環境中的應用

　　核工業化的迅速發展給環境也造成了危害。美國、俄羅斯等核大國的核武器數量巨大,嚴重的威脅著人類生存,除此之外,廣泛應用的核電站也令人類喜憂參半,如切爾諾貝利核事故陰云未散,福島核泄漏又讓人談核色變。因此,處理和如何處理放射性廢物是人類必須要重視的問題。起初,人們是通過就地填埋方式,后來逐漸轉變為嚴格選址、包裹深埋厚蓋。荷蘭地球化學家Schuiling首次提出地球化學工程學概念,其定義為:“應用地球化學過程來改善環境”。在這個理論指導的前提下,人們利用化學和化學技術這個武器去處理放射性廢物。因為在地球各圈層中化學元素的分離、遷移、富集、固定、循環都服從地球化學規律,所以處理高中低放射物的也是有規律可循的。

　　短壽命低中放射廢物采取近地表處置,在具有幾米厚的防護覆蓋層的地表上或地表下,或者在地表下幾十米的巖洞中,單工程屏障或無工程屏障的廢物處置;高放的廢物一般采用深地質處置,把高放廢物儲存在廢物容器中,外面包裹回填材料,再向外為圍巖多重屏障系統,埋藏在距地表500~1000m的地下深處,使之永久與人類生存環境隔離。地球化學工程學依自然固有的規律保護和治理環境,是對常規的環保產業的補充和完善,對于延緩和阻滯放射性廢物遷移到生態環境可起到一定的積極作用。但是,地球化學工程處理凈化放射性元素是有限度的。

　　4結論與展望

　　環境保護的路也是被環境污染逼出來的,隨著科技的進步和工業化的高度發展,污染物在不斷的翻新,治理污染的方法手段也在不斷創新,不論是運用物理的技術、化學的技術、還是生物的技術,都要對癥下藥,因污制宜,有時要單兵獨進,有時要分進合擊,有時要聚而殲之,正如辯證法所講的:“具體問題,具體分析”。

　　治理環境污染是科學,環境保護更是科學,只要人類以科學的態度,運用科學的方法和技術,把環保的理念植入心田,治理污染的辦法和技術就會源源不斷推陳出新,物理、化學、生物等眾多學科在環境污染治理中的作用會越來越大,水清地凈氣新、天藍地綠風清的人類生活環境一定能夠再現,建設環境友好型社會的目標也一定能夠實現。