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论绿色化学的意义

来源:山东师范大学 作者:麻佳凝

摘要:绿色化学也被称作环境友好,化学环境无害化学、清洁化学、绿色化学,解决了化工产业在生态环境资源和经济等方面的问题,是一门从源头上阻止污染的化学。在污染问题日益严重的当下,绿色化学成为新兴发展方向。绿色化学有利于加强环境保护、建设生态文明;深入贯彻可持续发展战略,顺应时代发展潮流;开辟新视角,启发人们探索新能源新材料;引起新变革,促进化学事业新发展;改变人们生活观念,走绿色化学之路,有着不可替代的作用。

关键词:绿色化学 可持续发展 保护环境 新能源绿色观念

在两次工业革命后,人类相继迈入“蒸汽时代”“电气时代”,在化工生产需求剧增、工业化迅猛发展的同时,煤和石油的大量使用,大量废弃物和有毒气体的排放逐渐加重了环境的负担。因此,在二十世纪末“绿色化学”这一概念于美国应运而生。绿色化学利用化学原理以从源头阻止污染为根本理念,从化学反应的条件、途径以及产品的绿色化方面,主要阐述了化对环境的友好性。

化学工业的发展在促进人类进步的同时,在环境污染,温室效应等方面带来的负面效应也不能够被人们忽视。有些环境事件大多与化学工业相关联,如引起人们广泛讨论和反思的臭氧层空洞,白色污染和水体富营养化等污染事件,当然这并不是说化学产业自私自利,害人害己,但我们必须高度重视。为了应对化学工业所面临的挑战,坚持绿色化学的方针与政策当然势在必行。

首先,绿色化学是一种理念,它阐述了如何避免化学对环境的负面作用。绿色化学又称环境友好化学,其最大的特点是在始端就采取预防污染的科学手段,从而达到过程和终端零排放零污染的化学绿色化。由此可见,按照绿色化学的理念,理想的化工生产方式是反应物的原子全部转化为反应的最终产物,即反应的原子利用率可高达百分之百。绿色化学基于对无毒无害物质的使用,对资源和能源进行充分利用,同时以无毒无害的科技手段进行一系列操作,从而减少甚至无废弃物的排放,抑制污染。并在化学的不断发展过程中,化学研究者们总结出绿色化学的12条原则,以此开发和评估化工生产过程。由此可见,绿色化学在理论指导方面对化学的发展起到了不可忽视的作用。

其次,绿色化学对环境保护有显著作用。现如今我国的污染主要分为三个方面:空气污染、水污染和土地污染,这几种污染已经对人们的生产和生活造成了极其严重的影响。但利用绿色化学技术可以从源头上有效防治污染。分别来说,大气污染的主要污染物是二氧化硫,二氧化硫超标的情况下易造成酸雨,因此脱硫技术急需迅速发展与提高,使用绿色化煤炭生物脱硫技术是今后脱硫技术的主要科技手段,目前工业上常用的表面处理浮选法、生物浸出法以及微生物絮凝法等生物脱硫技术都是非常有效的煤炭脱硫技术方法。根据绿色化学理念,我们可以融合煤炭生物技术与非生物乳化技术,进而发明一种新型的综合技术来减少脱硫时间,提高脱硫产率,同时我们还可以继续培养传统的菌种,并通过研究和开发新型的菌种来完善脱硫微生物。其次对于固体污染的防治,固体废弃物电气化技术当然首当其冲,此技术不但可以有效地解决固体废弃物的污染问题,同时还可以降低反应成本,实现资源可循环发展。在水污染方面,如何实现污水的零排放以及水污染有害物质的降解是水污染治理的关键。我国目前根据绿色化学反应已开发出了热水锅炉零排污技术等多种有效的绿色化学技术来减少废弃物的排放,从而抑制水污染的产生与扩散。与此同时,研制新型的绿色农药如今也必不可少,在提高农作物产量的同时降低环境污染,实现资源的可持续发展化。

绿色化学理念也正顺应了我国乃至世界的发展潮流。绿色化学除了通过控制无毒无害的反应条件和反应物外,还可以通过优化合成路线来达到保护环境的目的。美国孟山都公司的乙二醇胺催化项目是优化合成路线的代表之一,诺恩多普是该公司生产的一种广泛使用的广普无选择性除草剂,对环境很安全,但是其关键中间体亚胺,乙二酸钠需用氨甲醛氢氰酸为原料合成但氢氰酸含有剧毒,且此反应放出热量大,有一定的安全隐患,并且其中每7千克产品就会生产出1千克有毒废物,但经过化学家们的多年研究,发展出了将乙二醇胺用瑞尼酮催化脱氢制备上述中间体的新工艺,回收率可达到95%及以上,催化剂可循环利用9次以上,新的合成路线无疑是一项优秀的绿色化学成果。在我国也早已开始实施环境保护的措施以及对绿色化学对生态建设的研究,自十八大以来,我国日益重视环境保护,在环保方面大力推进生态文明建设篇章。指出建设生态文明是关系人民福祉,关乎民族未来的长远大计。面对资源约束趋紧,环境污染严重,生态系统退化的严峻形势,必须树立顺应自然,保护自然的生态文明理念,把生态文明建设放在突出地位。这与绿色化学的发展理念不谋而合。同时我国始终坚持节约资源和保护环境的基本国策,着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展、形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构生产方式、生活方式,从源头上扭转生态环境恶化趋势,为全球生态安全作出贡献。唯有坚持绿色化学理念并予以贯彻,方更好地建设祖国乃至世界的生态文明。在党和政府越来越重视环境污染治理工作的同时,为了有效地改善环境污染的治理效果,符合可持续发展的需要,我们可以将绿色化学技术运用到环境污染治理中。生态可持续发展是解决环境污染的关键举措,绿色化学是可持续发展的理念来源与技术支撑,因而我国若要解决当前的生态问题,需要大力推动绿色化学的发展,将环境保护与绿色化学有机结合,探索开辟出符合中国国情的化学环保路。

与此同时,绿色化学技术的蓬勃发展对人们研究新型能源提供了新的视角。由于绿色化学对反应物和反应条件的要求,对无毒无害的新材料的需求逐渐增大,从而促使科学家对风能、核能、潮汐能等新能源进行探索和开发。与此同时,在有机原料的生产中,逐渐已采用原子经济性反应,如丙烯氢甲酰化制备丁醛和氢氰酸合成己二腈等。有一些基本原料的生产所采用的反应,已由过去的两步反应改为一步的原子经济性反应,如环氧乙烷的生产,原来是通过氯醇法两步制备,采用银催化剂后改为乙烯直接氧化成环氧乙烷的原子经济性反应,大大提高了利用率BC H公司开发了一种合成布洛芬的新工艺,乙酸的回收则达到90%以上,布洛芬是一种广泛使用的非类固醇类的镇静止痛药物。与此类似的,伊士曼化学公司开发了两步反应生成维生素C的生物催化新工艺,大大地减少了环境污染,提高了产品的收益率。同时超临界流体技术也随之兴起近20余年,虽然只有短短几十年,但其迅猛的发展速度足以证明其应用领域与前景是非常广阔的,尤其是它在化学化工过程中能代替许多传统的有毒有害、易燃易挥发的有机溶剂,能够以全新的溶剂体系促进了绿色化学的发展,保护了环境。这从而也使得绿色化学与新能源、新材料的发展相辅相成。

绿色化学理念同时也潜移默化地影响了人们的生活观念。在绿色化学概念新兴发展的同时,社会掀起了绿色化学的热潮,在生活方面人们开始追求使用绿色产品,比如绿色汽车,绿色冰箱,绿色食品。为了健康,很多人宁愿花高价购买绿色产品,这的确是个好现象,应该说非常有利于推进绿色化学的发展。而随着绿色化学产品的产生,人们在购物时开始认准绿色标志。但与此同时,也有许多假冒伪劣与不真实客观的广告语影响了人们的判断。这也让我们意识到,仅仅推动绿色化学的发展还是难以解决,现存的一些社会问题需要在观念上进行绿色革命来宣传绿色化学,人人都应该关注绿色化学,因为它关系到我们每一个人的生活和切身利益,我们应该提高绿色化学意识,学会辨认何为绿色产品。与此同时,政府需要从环境保护和可持续发展的角度出发,制定一系列的绿色政策,推行绿色产品标准,真正的绿色产品标准体系尚待大力推行和不断发展,同时政府加大了监督力度,严查监督绿色产品的生产销售。在此方面我国还有待加强监察近些年出现的食品问题,例如三聚氰胺事件,瘦肉精事件等,就要求我们的政府严查严管严惩,这样才能保证我们的绿色化学之路更加光明。同时教育工作者也将绿色化学渗透到普通化学教学中,使学生潜移默化中接受绿色化学教育,拓宽了学生的知识面,提高了他们的综合素质,增强了他们的绿色化学意识,使他们学会应用绿色化学的观点优化设计方案,尽可能地减少排放物,减少对环境的影响,维持环境生态平衡。由此可见,绿色化学对于人们生活的变革还是影响极大的。

究极绿色化学的意义,其仍植根于其来源——化学。绿色化学终将对化学发展产生最根本最彻底的改变与变革。绿色化学的产生与发展改变了原本单一追求产量效率的化学发展理念,转而去追求产率与生态二者波动平衡中的发展。使得化学主流观点越来越贴合可持续发展的思想,从而以理论基础影响社会实践,正所谓“上层基础决定下层建筑”,化学发展的轨迹从而发生变革,使化学事业工作者开始追寻新的发展方式与落实情况。绿色化学为化学发展注入了新的生机与活力,21世纪的化学必将大有可为。

绿色化学是一种思想理念,是一种研究手段,更是一种战略方针,随着全球工业化城市的不断发展扩大,化学化工产业竞争压力加大,而绿色化学的出现为我国化工行业的快速发展提供了良好机遇,化学工业的绿色化发展以及绿色化学产品的产生,促进了产率的提高以及资源的可持续利用,使我国的化学化工产业实现可循环经济。绿色应成为今后化学的特征之一。当今世界非常重视绿色化学,这是由于人们对环境保护和社区安全的要求日益严格,人类的需求促使着化学的发展变化,同样人类的绿色需求也必将使化学朝着绿色的方向发展,绿色化学与绿色技术的研究成为化学重点研究方向之一,这对我国既是严峻的挑战也是难得的发展机遇。21世纪化学面临的挑战一是要继续为人类的衣食住行和医疗保健等事业作出卓越突出的贡献,同时又要抑制生产对人类健康和对环境有害的产品,探索绿色的发展道路,所以探索绿色化学的新概念和实现绿色途径是当前的主要任务,是发展的主题。只有零排放和原子经济性等绿色化学概念成为化学家工作的指导思想时,未来的化工产业才可能绿色化。

参考文献:吴泳,《绿色化学》,化学教育的新课题,1998;

俞巧红,绿色化学——一种新的化学理念[J].2000,8-9;

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阿纳斯塔斯PT,沃纳JC.绿色化学——理论与应用[M].北京,中国石化出版社,2002;

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