摘要：伴隨社會經(jīng)濟發(fā)展的加快，環(huán)境污染問題日益突出，這對于我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展是非常不利的。活性炭由于自身的吸附功能可以有效處理污染問題，現(xiàn)階段在水處理及空氣污染處理中發(fā)揮了良好的成效。但從目前情況來看，活性炭在應對環(huán)境污染治理時還存在一定的局限，在今后的發(fā)展過程中還需對其不斷優(yōu)化。文章簡要闡述了環(huán)境工程治理過程中活性炭的應用原理及實施效果，并概述應用過程中需要注意的事項，謹以此給予理論參考依據(jù)。
1 活性炭性質(zhì)及特點
活性炭是一種由煤、瀝青、石油焦、果殼等含碳原料制成的外觀呈黑色的粉末狀或顆粒狀的無定形碳�；钚蕴績�(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達、比表面積大、吸附能力強。普通活性炭的比表面積為500~1500m2/g，超級活性炭比表面積則高達3500~5000m2/g�；钚蕴克饕厥翘迹繛�90%-95%。氧和氫大部分是以化學鍵的形式與碳原子相結(jié)合形成有機官能團，氧含量4%~5%左右，氫含量一般是1%~2%。活性炭中常見的官能團有：羧基、酚羥基和醌型羧基，此外還有醚、酯等�；钚蕴啃再|(zhì)與很多因素有關(guān)，比如制備原料，活化劑種類，活化劑用量，活化溫度，活化時間，加熱方式等。不同的制備方式所制備的活性炭的物理結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)有很大的差別，因此對于同一種吸附質(zhì)來說，其吸附性能也有很大的差異性。一般認為，磷酸法制備的活性炭具有較多的介孔和較強的離子交換能力，堿法制備的活性炭微孔比較發(fā)達。因此可根據(jù)不同吸附質(zhì)的特點選擇所需要的活性炭種類。
根據(jù)不同吸附質(zhì)的特點選用不同性質(zhì)的活性炭種類是非常重要的�；钚蕴课阶饔糜邪ㄎ锢砦胶突瘜W吸附。物理吸附主要發(fā)生在活性炭豐富的微孔中，比如通過范德華力進行吸附，物理吸附吸附熱很小，且是可逆的。另一方面由于活性炭表面存在不均勻力場，表面上的原子往往還有剩余的成鍵能力，當吸附質(zhì)碰撞到活性炭表面上時便與表面原子間發(fā)生電子的交換、轉(zhuǎn)移或共有，形成吸附化學鍵的吸附作用發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移、交換或共有，形成吸附化學鍵的吸附，此過程為化學吸附。
2 活性炭在水處理方面的應用
作為一種廣譜的吸附劑，活性炭的應用和研究開發(fā)越來越受到人們的重視。20世紀70年代以前，活性炭在國內(nèi)的應用主要集中于制糖、制藥和味精行業(yè)；后來又擴展到水處理和環(huán)保等行業(yè)；20世紀90年代，除以上領(lǐng)域外，擴大到溶劑回收、載體、醫(yī)藥、黃金提取、食品飲料提純、超級電容等眾多應用領(lǐng)域陳。對于活性炭應用的研究，正在向更廣泛的領(lǐng)域展開。
2.1活性炭對水中重金屬離子的吸附
目前冶金、電鍍、電解、紡織印染、油漆、合金、造紙與尤機顏料制造等行業(yè)，每年排放大量含有多種重金屬離子的工業(yè)廢水�；钚蕴恳云洫毺氐奈锢�、化學性質(zhì)成為去除重金屬離子的常用吸附劑之一。在電鍍中行業(yè)中，鉻是用量較大的一種重金屬原料，在廢水中隨pH值的不同，六價鉻會以不同的形態(tài)存在。活性炭有非常發(fā)達的微孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積，具有極強的物理吸附能力，但是，我們前期研究表明活性炭對以陰離子存在的重金屬吸附效果不佳，對于這種以陰離子存在的吸附質(zhì)，需要對活性炭表面進行修飾，比如在借助活性炭巨大的比表面積在其表面上負載鐵或者是其他的正價金屬，通過對Cr產(chǎn)生化學吸附作用。達到去除水中微量Cr的目的。改性后的活性炭完全可以用于處理電鍍廢水中的Cr，且吸附后的水可達到國家排放標準。對于正價重金屬離子的去除，活性炭是比較有優(yōu)勢的，陳芳艷等以活性炭纖維作為吸附劑，考察了水樣pH和震蕩時間對去除水中鎘、鎳、銅三種重金屬離子吸附效果的影響。結(jié)果表明，活性炭纖維對水中三種重金屬離子都具有良好的吸附性能，且吸附后的吸附劑易于再生，可重復利用，是去除水中離子態(tài)重金屬的優(yōu)良吸附劑。
2.2對水中有機物的吸附
活性炭對水中有機污染物有良好的吸附能力。如酚類化合物、苯類化合物、石油及石油產(chǎn)品等具有較強的吸附能力，而且對用生物法和其它化學法難以去除的有機污染物，除草劑、殺蟲劑、農(nóng)藥、如異臭、亞甲藍表面活性物質(zhì)、合成染料、胺類化合物、合成洗滌劑及許多人工合成的有機化合物等都有較好的去除效果。吸附效果好，且沒有副產(chǎn)物的生成，克服了生物和化學方法處理化可能會產(chǎn)生更有毒性副產(chǎn)物的這一弱點。同時，活性炭吸附法對微污染有機物有很好的去除效果，這是其他方法所不及的。所以活性炭一般過濾作為最后的處理。
3 氣體污染防治
3.1室內(nèi)空氣污染的防治
人們的日常生活，如居室、廚房、廁所以及公共場所等，由于人們的生活活動，都會給自己的生活小環(huán)境的空氣帶來一定程度的污染。其污染物主要是少量的H2S、SO2、CO、CO2、氮氧化物、NH3、居室裝潢的揮發(fā)性溶劑、油煙及汗酸臭味等等。采用活性炭吸附過濾法較為合適，通常是用活性炭過濾和空調(diào)、換氣設(shè)備聯(lián)用的方法。建議研制吸附性能好、流體阻力小的活性炭制品，嵌裝在空調(diào)或換氣設(shè)備（吸排油煙）的氣體人口位置，可能會收到理想效果，如能加上定期更換的服務定會大受歡迎。
3.2煙氣脫硫
煤和石油的使用都造成硫的排放，由其引起的全球的硫污染已經(jīng)成為大氣污染防治的一個重要內(nèi)容。我國70%的能源來自燃煤，硫已經(jīng)成為我國大氣污染的主要污染源。據(jù)國家有關(guān)部門的統(tǒng)計，我國絕大部分大中城市和近三分之一的國土都受到酸雨的危害，有個別城市酸雨的pH已達到4。防治酸雨已成為我國環(huán)境保護的緊迫內(nèi)容。要治理硫的污染有兩條路可選：一是盡可能采用含硫低或不含硫能源，二是煙氣脫硫。
3.3種方法各有利弊，石灰乳中和法具有上馬快、易操作的優(yōu)點，但生成物為亞石膏，二次處理只能摻入做水泥，硫元素沒有很好利用；高壓電場法具有設(shè)備簡單、硫利用好，這是近年來才研究成功的方法，所得稀硫酸加氨水中和生成硫酸銨作為肥料，但硫化氫脫除有一定困難；活性炭脫硫國內(nèi)外均比較成熟，而且可以脫除SO2、H2S和有機硫。國外大型煙氣脫硫（如電廠脫硫）和國內(nèi)化肥廠的合成氣脫硫大多采用活性炭脫硫工藝。有研究表明：活性炭脫硫率與活性炭表面含氧基團有關(guān)，主要與“=C=O”（烯酮基）有關(guān)。此外，活性炭擔載氧化鋁、硫酸錳、水楊酸和胺基可提高煙氣脫硫能力。
3.4汽車尾氣污染防治
研究表明：汽車已經(jīng)成為城市空氣的重要污染源之一，據(jù)測定，汽車燃油揮發(fā)物造成的污染占汽車總污染的30%~40%，占尾氣排氣污染的60%~70%。燃油揮發(fā)物和排氣中的碳氫化合物在紫外線照射下會造成光煙霧污染。此外燃油的揮發(fā)既浪費了能源，也給司機和乘客帶來了不愉快的氣味。發(fā)達國家，如美、日、西歐各國早在20世紀70年代就用活性炭吸附的燃油蒸發(fā)控制裝置（ELCD）來解決這一問題。我國近年來也正在進行這方面的研究開發(fā)。
4 結(jié)束語
綜上所述，隨著社會發(fā)展步伐的不斷加快，環(huán)境污染問題也日趨嚴重，這在一定程度上給大眾健康帶來了危害，需要加以重視、妥善解決。有研究表明，活性炭在環(huán)境治理過程中顯現(xiàn)出優(yōu)勢性能，其中較為明顯的是自身的吸附功能，繼而能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境的保護。