木炭是早期人們發(fā)現(xiàn)的具有吸附能力的一種碳物質(zhì)，而在隨后的實(shí)踐中，人們發(fā)現(xiàn)各種人工制作的碳也具有較強(qiáng)的吸附能力，由于碳具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，而且結(jié)構(gòu)緊密，所以在戰(zhàn)時(shí)都應(yīng)用于做防毒面具，而如今，人們發(fā)現(xiàn)活性炭的吸附能力更加的突出，其對(duì)于水以及廢氣的吸附效果更加的理想，由于活性炭所具有的這一特性，使得其在環(huán)境工程中得到了廣泛的應(yīng)用。下面本文就針對(duì)活性炭在環(huán)境工程中的應(yīng)用進(jìn)行更為深入的探究。
一、活性炭性質(zhì)及特點(diǎn)
活性炭的孔隙較多，而且面積較大，吸附能力也較強(qiáng)，其主要的構(gòu)成元素就是碳元素。而在活性炭中，官能團(tuán)主要包括羧基、酚羧基以及醚、酯等，活性炭本身所具有的性質(zhì)受到各種因素的影響，例如制備所需要的原料以及各種活化劑等，采用不同的制備方式就能夠制備出不同物理結(jié)構(gòu)以及化學(xué)性質(zhì)的活性炭，由于化學(xué)性質(zhì)以及物理結(jié)構(gòu)的不同，則活性炭的吸附能力也會(huì)有所不同。通常來(lái)說(shuō)，活性炭主要是采用磷酸法的方式來(lái)進(jìn)行制備，這樣的制備方法會(huì)使得活性炭具備較強(qiáng)的離子交換能力，而采用堿法來(lái)對(duì)活性炭進(jìn)行制備，則活性炭的微孔較為發(fā)達(dá)。
而活性炭所具有的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，其較大的特點(diǎn)就是具備吸附能力，而活性炭的吸附能力也被分為物理吸附以及化學(xué)吸附兩種。物理吸附的能力主要集中在活性炭微孔中，其對(duì)熱能的吸附能力較弱，并且具有一定的可逆性質(zhì)。另外，化學(xué)吸附就是針對(duì)表面并不光滑的活性炭，利用多余的成鍵能力進(jìn)行原子的吸附，使得原子間的電子出現(xiàn)交換的情況，這樣就可以形成化學(xué)吸附。
二、活性炭在水處理方面的應(yīng)用
活性炭在各個(gè)領(lǐng)域中都能夠應(yīng)用，而在環(huán)境工程領(lǐng)域中，也應(yīng)該能夠被廣泛的進(jìn)行利用，活性炭擁有的吸附能力較為突出，因此受到了各界人士的青睞。尤其是在近年來(lái)，人們環(huán)保意識(shí)的提升，也使得環(huán)境工程中，開始大量的應(yīng)用活性炭，以期能夠利用活性炭的吸附能力，達(dá)到凈化環(huán)境的目的。而活性炭在水處理方法有著實(shí)際的應(yīng)用效果，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1、活性炭對(duì)水中重金屬離子的吸附
我國(guó)重工業(yè)較多，這些重工業(yè)在生產(chǎn)的過程中，會(huì)大量的排放出廢水，從而使得周邊的水域被污染，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。而活性炭具有明顯的化學(xué)性質(zhì)以及物理性質(zhì)，能對(duì)重工業(yè)生產(chǎn)排放的廢水中的重金屬離子進(jìn)行有效的吸附。在進(jìn)行電鍍的過程中，往往會(huì)產(chǎn)生到二價(jià)鉻金屬元素，這一元素在融合到水中后，其水使得廢水中的pH值出現(xiàn)嚴(yán)重的變化，利用活性炭，就能夠很好的對(duì)鉻這一金屬元素進(jìn)行合理的吸附，這是因?yàn)榛钚蕴勘旧淼奈⒖纵^多，而且表面積較大，能夠憑借其較強(qiáng)的物理吸附能力，對(duì)廢水中的鉻元素進(jìn)行吸附。
然而，在前期研究表明活性炭對(duì)以陰離子存在的重金屬吸附效果不佳，對(duì)于這種以陰離子存在的吸附質(zhì)，需要對(duì)活性炭表面進(jìn)行修飾，比如借助活性炭巨大的比表面積，在其表面上負(fù)載鐵或者其他的正價(jià)金屬，通過對(duì)Cr產(chǎn)生化學(xué)吸附作用。達(dá)到去除水中微量Cr的目的。改性后的活性炭可以用于處理電鍍廢水中的Cr，且吸附后的水可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果表明，活性炭纖維對(duì)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(fù)利用，是去除水中離子態(tài)重金屬的優(yōu)良吸附劑。
2、對(duì)水中有機(jī)物的吸附
活性炭對(duì)水中有機(jī)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(qiáng)的吸附能力，而且對(duì)用生物法和其它化學(xué)法難以去除的有機(jī)污染物，除草劑、殺蟲劑、農(nóng)藥、如異臭、亞甲藍(lán)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(jī)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(xué)方法處理化可能會(huì)產(chǎn)生更有毒性副產(chǎn)物的這一弱點(diǎn)。所以活性炭一般過濾作為后處理。
三、氣體污染防治
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(chǎng)所等，由于人們的生活活動(dòng)，都會(huì)給自己的生活小環(huán)境的空氣帶來(lái)一定程度的污染。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)備的氣體入口位置，可能會(huì)收到理想效果，如能加上定期更換的服務(wù)定會(huì)大受歡迎。
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(gè)重要內(nèi)容。我國(guó)70%的能源來(lái)自燃煤，硫已經(jīng)成為我國(guó)大氣污染的主要污染源。據(jù)國(guó)家有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)絕大部分大中城市和近三分之一的國(guó)土都受到酸雨的危害，有個(gè)別城市酸雨的pH已達(dá)到4。防治酸雨已成為我國(guó)環(huán)境保護(hù)的緊迫內(nèi)容。
煙氣脫硫目前有3種技術(shù)路線：石灰乳中和、高壓電場(chǎng)氧化和活性炭脫硫。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(diǎn)，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(chǎng)法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、硫利用好，這是近年來(lái)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(guó)內(nèi)外均比較成熟，而且可以脫除SO2、H2S和有機(jī)硫。國(guó)外大型煙氣脫硫和國(guó)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(tuán)有關(guān)，主要與“=C=O”（烯酮基）有關(guān)。
3、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(cè)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?xì)浠衔镌谧贤饩�照射下會(huì)造成光煙霧污染。此外燃油的揮發(fā)既浪費(fèi)了能源，也給司機(jī)和乘客帶來(lái)了不愉快的氣味。發(fā)達(dá)國(guó)家，如美、日、西歐各國(guó)早在20世紀(jì)70年代就用活性炭吸附的燃油蒸發(fā)控制裝置（ELCD）來(lái)解決這一問題。我國(guó)近年來(lái)也正在進(jìn)行這方面的研究開發(fā)。
四、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，活性炭在環(huán)境工程中有著明顯的應(yīng)用價(jià)值，其能夠?qū)Ω鞣N廢氣和水進(jìn)行有效吸附，有助于消除污染，從而改善周邊環(huán)境。隨著人們對(duì)環(huán)保觀念逐漸提升的同時(shí)，合理的應(yīng)用活性炭，可以使得環(huán)境工程進(jìn)一步取得發(fā)展。但是活性炭生產(chǎn)所需的成本也是一筆較大的投入，這一問題需要嚴(yán)格的注意，未來(lái)也需要進(jìn)一步的對(duì)相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)活性炭在環(huán)境工程中的合理應(yīng)用。