摘要：石灰作为一种来源广泛、成本低廉的无机材料，在环境治理领域有着悠久的应用历史和广泛的应用场景。本文从水质净化、废气处理、固体废物处置三个核心环境治理方向，探讨石灰的应用原理、技术特点及实际应用效果，分析当前石灰在环境治理中存在的问题，并对其未来发展趋势进行展望，为石灰在环境治理领域的高效应用提供理论参考和实践借鉴。
关键词：石灰；环境治理；水质净化；废气处理；固废处置
一、引言
随着工业化进程的加快和城市化水平的提高，水、气、固等环境污染问题日益突出，对生态环境和人类健康造成了严重威胁。在环境治理技术体系中，化学治理因见效快、操作简便等特点占据重要地位。石灰（主要成分为CaO，还含有少量MgO等杂质）作为一种典型的碱性无机化合物，具有强碱性、吸附性、絮凝性等优良特性，且原料多来自石灰石、白云石等天然矿物，开采和加工成本较低，在污水中和、烟气脱硫、固废稳定化等环境治理场景中得到了广泛应用。深入研究石灰在环境治理中的应用机理和技术要点，对于提升环境治理效率、降低治理成本具有重要的现实意义。
二、石灰在环境治理中的主要应用及机理
（一）水质净化中的应用
石灰在水质净化领域的应用主要包括酸性废水中和、重金属离子去除、絮凝沉淀等方面。酸性废水来源广泛，如矿山排水、化工企业生产废水等，这类废水pH值较低，含有大量氢离子和重金属离子，直接排放会严重污染水体和土壤。石灰溶于水后生成氢氧化钙，具有强碱性，能够与废水中的氢离子发生中和反应，将废水pH值调节至中性范围，同时生成稳定的盐类物质。其反应方程式为：CaO + H₂O = Ca(OH)₂，Ca(OH)₂ + 2H⁺ = Ca²⁺ + 2H₂O。
在重金属离子去除方面，石灰提供的氢氧根离子能够与废水中的重金属离子（如Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺等）结合，生成难溶于水的金属氢氧化物沉淀，通过固液分离即可实现重金属离子的去除。例如，石灰与含铅废水反应生成氢氧化铅沉淀：Ca(OH)₂ + Pb²⁺ = Pb(OH)₂↓ + Ca²⁺。此外，石灰还能与废水中的磷酸根、碳酸根等阴离子反应，生成磷酸钙、碳酸钙等沉淀，进一步净化水质。同时，石灰溶于水后产生的钙离子能够促进水中胶体颗粒的凝聚和絮凝，提高沉淀效果，改善水质澄清度。
（二）废气处理中的应用
石灰在废气处理中最典型的应用是烟气脱硫，此外还可用于处理含氯废气、含氟废气等。工业锅炉、发电厂等燃烧化石燃料产生的烟气中含有大量二氧化硫（SO₂），SO₂是形成酸雨的主要污染物之一，对大气环境和建筑物造成严重危害。石灰脱硫技术分为干法、半干法和湿法三种，其核心原理均是利用石灰的碱性与SO₂发生化学反应，生成稳定的硫酸盐物质，从而实现SO₂的去除。
干法脱硫是将石灰粉直接喷入高温烟气中，石灰与SO₂反应生成亚硫酸钙和硫酸钙：CaO + SO₂ = CaSO₃，2CaSO₃ + O₂ = 2CaSO₄。半干法脱硫则是将石灰制成浆液，通过喷雾干燥的方式与烟气接触反应，兼具干法和湿法的优点，脱硫效率较高且二次污染较少。湿法脱硫是目前应用最广泛的脱硫技术，石灰浆液与烟气中的SO₂充分接触反应，生成亚硫酸钙或硫酸钙沉淀，脱硫效率可达90%以上。此外，石灰还能与含氯、含氟废气反应，生成稳定的氯化钙、氟化钙等物质，实现废气的净化处理。
（三）固体废物处置中的应用
在固体废物处置中，石灰主要用于危险废物的稳定化/固化处理和生活垃圾填埋场的防渗、除臭。危险废物如电镀污泥、冶炼废渣等，含有大量重金属离子和有毒有害物质，直接填埋或焚烧会对环境造成严重污染。通过向危险废物中添加石灰，利用石灰的碱性和胶凝性，能够将重金属离子转化为稳定的氢氧化物或碳酸盐沉淀，同时石灰与废物中的硅酸盐、铝酸盐等反应生成水化产物，将危险废物包裹起来，降低其浸出毒性，实现危险废物的稳定化处理。
在生活垃圾填埋场中，石灰可用于制备防渗层材料，石灰与土壤、水泥等混合后，能够提高材料的密实度和抗渗性能，防止填埋场渗滤液污染地下水。同时，石灰的强碱性能够中和填埋场产生的酸性渗滤液和硫化氢等恶臭气体，起到除臭的作用。此外，石灰还可用于堆肥过程中的pH调节，促进微生物的生长繁殖，提高堆肥效率和质量。
三、石灰在环境治理应用中存在的问题
尽管石灰在环境治理中具有诸多优势，但在实际应用中仍存在一些问题。一是石灰的纯度对治理效果影响较大，杂质含量过高会降低其反应活性，影响治理效率。二是石灰在使用过程中易产生粉尘飞扬，造成二次污染，尤其是干法脱硫和干法固废处理过程中，粉尘污染问题较为突出。三是石灰反应后会产生大量废渣，如脱硫石膏、中和渣等，这些废渣的处置和资源化利用问题需要进一步解决，否则可能造成二次环境压力。四是石灰的投加量难以精准控制，投加过多会导致处理后水体pH值过高，投加过少则无法达到理想的治理效果。
四、展望
随着环境治理要求的不断提高，石灰在环境治理领域的应用将更加广泛和深入。未来，应重点开展以下几方面的研究和实践：一是研发高纯度、高活性石灰制备技术，提高石灰的反应效率和治理效果；二是优化石灰应用工艺，开发低粉尘、高效能的处理技术，减少二次污染；三是加强石灰反应废渣的资源化利用研究，如脱硫石膏用于建筑材料、中和渣用于土壤改良等，实现资源循环利用；四是开发精准投加控制系统，结合智能化技术，实现石灰投加量的精准控制，提高治理效率和经济性。相信通过技术创新和工艺优化，石灰将在环境治理领域发挥更大的作用，为生态环境保护做出更大的贡献。
