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)，而在隨后的實踐中，人們發(fā)現(xiàn)各種人工制作的碳也具有較強的吸附能力，由于碳具有較強的穩(wěn)定性，而且結(jié)構(gòu)緊密，所以在戰(zhàn)時都應用于做防毒面具，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用。下面本文就針對活性炭在環(huán)境工程中的應用進行更為深入的探究。
一、活性炭性質(zhì)及特點
活性炭的孔隙較多，而且面積較大，吸附能力也較強，其主要的構(gòu)成元素就是碳元素。而在活性炭中，官能團主要包括羧基、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)以及化學性質(zhì)的活性炭，由于化學性質(zhì)以及物理結(jié)構(gòu)的不同，則活性炭的吸附能力也會有所不同。通常來說，活性炭主要是采用磷酸法的方式來進行制備，這樣的制備方法會使得活性炭具備較強的離子交換能力，而采用堿法來對活性炭進行制備，則活性炭的微孔較為發(fā)達。
而活性炭所具有的特點來說，其較大的特點就是具備吸附能力，而活性炭的吸附能力也被分為物理吸附以及化學吸附兩種。物理吸附的能力主要集中在活性炭微孔中，其對熱能的吸附能力較弱，并且具有一定的可逆性質(zhì)。另外，化學吸附就是針對表面并不光滑的活性炭，利用多余的成鍵能力進行原子的吸附，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吸附。
二、活性炭在水處理方面的應用
活性炭在各個領(lǐng)域中都能夠應用，而在環(huán)境工程領(lǐng)域中，也應該能夠被廣泛的進行利用，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，人們環(huán)保意識的提升，也使得環(huán)境工程中，開始大量的應用活性炭，以期能夠利用活性炭的吸附能力，達到凈化環(huán)境的目的。而活性炭在水處理方法有著實際的應用效果，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：
1、活性炭對水中重金屬離子的吸附
我國重工業(yè)較多，這些重工業(yè)在生產(chǎn)的過程中，會大量的排放出廢水，從而使得周邊的水域被污染，對環(huán)境造成了嚴重的破壞。而活性炭具有明顯的化學性質(zhì)以及物理性質(zhì)，能對重工業(yè)生產(chǎn)排放的廢水中的重金屬離子進行有效的吸附。在進行電鍍的過程中，往往會產(chǎn)生到二價鉻金屬元素，這一元素在融合到水中后，其水使得廢水中的pH值出現(xiàn)嚴重的變化，利用活性炭，就能夠很好的對鉻這一金屬元素進行合理的吸附，這是因為活性炭本身的微孔較多，而且表面積較大，能夠憑借其較強的物理吸附能力，對廢水中的鉻元素進行吸附。
然而，在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，比如借助活性炭巨大的比表面積，在其表面上負載鐵或者其他的正價金屬，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。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、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。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。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，可能會收到理想效果，如能加上定期更換的服務定會大受歡迎。
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。
煙氣脫硫目前有3種技術(shù)路線：石灰乳中和、高壓電場氧化和活性炭脫硫。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，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)。
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)。
四、結(jié)語
綜上所述，活性炭在環(huán)境工程中有著明顯的應用價值，其能夠?qū)Ω鞣N廢氣和水進行有效吸附，有助于消除污染，從而改善周邊環(huán)境。隨著人們對環(huán)保觀念逐漸提升的同時，合理的應用活性炭，可以使得環(huán)境工程進一步取得發(fā)展。但是活性炭生產(chǎn)所需的成本也是一筆較大的投入，這一問題需要嚴格的注意，未來也需要進一步的對相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)進行改進，以實現(xiàn)活性炭在環(huán)境工程中的合理應用。