绿色化学及12原则综述

绿色化学及12原则综述随着时代的发展，化学逐渐真正成为了一门最有用的科学。

化学科学的研究成果和化学知识的应用为推动人类的进步起了决定性的作用。

目前，化学及其制品已经渗透到人类生活、生产和国民经济的各个领域，达到了人人、事事、处处都离不开化学及其制品的程度。

但２０世纪化学取得的辉煌成就，并未获得社会应有的认可。

这是因为，化学化工的发展在为人类的生活改善提供源源不断的能源和物质基础的同时，又造成了很多的能源和环境问题：黑色的污水，黄色的烟尘，五颜六色的废渣和看不见的无色毒物威胁着人们的健康，给人类赖以生存的自然环境的可持续发展带来了巨大的威胁。

随着化学品的大量生产和广泛应用，人类对全球性环境污染的加剧、能源的匮乏和资源的减少日益关注。

人们逐渐发现，仅依靠开发更有效的污染控制技术对改善环境是很有限的，而把注意力集中到原始污染的预防上则对消除污染更有效。

正是在这样的背景下，绿色化学逐渐引起了人们的重视。

１绿色化学及其产生绿色化学（ＧｒｅｅｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙ），又称为环境无害化学（Ｅｎｖｉ－ｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙＢｅｎｉｇｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙ），是指设计生产不具有或具有较小环境负作用，并在技术和经济上具有可行性的化学品和化学过程。

它包括合成、催化、工艺、分离和分析监测等多个领域［１］。

从１９６０年化学农药的污染问题被提出来开始，人们开始注意到人口的急剧增加、工业的高度发达、资源的极度消耗、污染的日益严重，使人类不得不面对严重的环境危机。

这些问题不但影响一个国家的经济发展，而且对环境造成的危害将对人类自身的健康甚至是生存都造成了严重的威胁。

解决问题的办法，初期主要以治理为主，但这些办法效果有限、费用昂贵。

在积累了３０年治理污染的经验后，人们提出了污染预防这一新的概念，最后美国环保局提出了“绿色化学”这一“新化学婴儿”。

２绿色化学的基本特征绿色化学是当今化学科学研究的前沿，它吸收了传统化学化工、环境、物理、生物、材料和信息等学科的最新理论和技术，受到来自社会、技术、经济、环境、政治等多方面的推动力。

从可持续发展的意义上来说，绿色化学更多地代表了化学化工科学理念的重大变革，也反映了社会对于科学发展的重塑和建构，绿色化学在与社会现实的互动影响之下，逐步朝向经世致用的目标前行。

绿色化学的最大特点在于它在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端近似零排放或零污染。

它将工业革命以来沿袭的线形思维方式转变为非线形思维，把线形的和非循环的“原料—产品—废物”生产模式升级为非线性的和循环的“原料一一产品—剩余物—产品……”的生产模式。

绿色化学工艺与一般的控制污染的技术有本质的区别，它从根本上防止污染产生，其基本特征主要体现在五个“Ｒ”上：Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（废物减排），即减少化学工业难题之“废液、废气和废物”排放；Ｒｅｕｓｅ（重新利用），诸如催化剂、溶剂等持续性使用，从而可以有效降低成本及减少“三废”排放；Ｒｅｃｙｃｌｅ（再循环），化工废弃产品回收成为原料重新参与制造过程；Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ（废物再生），也就是变废为宝，使得“三废’成为下一个生产环节的原料，以节省资源，减少污染；Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ（拒绝使用），生产过程拒绝使用有毒、有污染的原料，这是防止污染的最根本方法。

３绿色化学的基本原则在１９９８年，Ａｎｓｔａｓ和Ｗａｎｅｒ就出版了“Ｇｒｅｅｎｃｈｅｍｉｓｔｒｙ：Ｔｈｅｏｒｙａｎｄｐｒａｃｔｉｃｅ”专著并提出了十二条原则，美国化学会为此做了权威的解释：（１）预防环境污染（ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ）；（２）提高原子经济（ＡｔｏｍＥｃｏｎｏｍｙ）；（３）提倡无害的化学合成方法（ｌｅｓｓｈａｚａｒｄｏｕｓｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）；（４）设计更安全的化学品（ｄｅｓｉｇｎｉｎｇｓａｆｅｒｃｈｅｍｉｃａｌ）；（５）使用更安全溶剂和助剂（ｓａｆｅｒｓｏｌｖｅｎｔｓａｎｄａｕｘｉｌｉａｒｉｅｓ）；（６）提高能量的使用效率（ｄｅｓｉｇｎｆｏｒｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）；（７）使用可再生的原料（ｕｓｅｏｆｒｅｎｅｗａｂｌｅ）；（８）减少衍生物的生成（ｒｅｄｕｃｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）；（９）开发新型催化剂（ｃａｔａｌｙｓｔ）；（１０）设计可降解材料（ｄｅｓｉｇｎｆｏｒｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）；（１１）加强预防污染中的实时分析（ｒｅａｌｔｉｍｅａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ）；（１２）防止意外事故的安全工艺（ｉｎｈｅｒｅｎｔｌｙｓａｆｅｒｃｈｅｍｉｓｔｒｙｆｏｒａｃｃｉｄｅｎｔｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ）。

十二原则涉及化学过程绿色化的原料、工艺、产品等各个方面，还涉及到成本、能耗和安全等方面的问题。

当然，随着社会发展和绿色化学研究的深入，绿色原则也适当调整。

如Ａｎａｓｔａｓ等在时隔４年之后，又提出了新的十二条原则：（１）尽可能利用能量而避免使用物质实现转换；（２）使用可见光有效地实现水的分解；（３）采用的溶剂体系可有效地进行热量和质量传递的同时，还可催化反应并有助于产物分离；（４）开发具有原子经济，又对人类健康和环境友好的合成系统方法；（５）不使用添加剂，设计无毒无害、可降解的塑料与高分子产品；（６）设计可回收并能反复使用的物质；（７）开展“预防毒物学”研究，使得有关对生物与环境方面的影响机理的认识可不断地结合到化学产品的设计中；（８）设计不需要消耗大量能源的有效光电单元；（９）开发非燃烧、非消耗大量物质的能源；（１０）开发大量二氧化碳和其他温室效应气体的使用或固定化增值过程；（１１）实现不使用保护基团的方法进行含有敏感基团的化学反应；（１２）开发可长久使用、无需涂布和清洁的表面和物质。

在这新的十二条中，针对社会发展的需要，提出了一些绿色化学学科迫切需要解决的问题，如能源、温室效应等，应该说绿色化学新的十二条原则是对原来某些原则的具体化和深化。

２００３年在美国佛罗里达，科学家们确定了９条工程界要遵守的绿色工程规则，将绿色的概念外延进一步扩大，已经不再局限在化学化工领域，它已拓展到整个工程领域，更重视人类社会和自然界的和谐、可持续及安全发展。

当今时代，人类的生活与化学息息相关。

无论是衣、食、住、行，都离不开化学。

同时，对资源的开发利用成为了当今社会面临的制约经济发展、影响环境的重要因素。

因此，可循环利用、、可持续发展、绿色化学生产被人们提上了议事议程。

我们都知道，随着工业化的大范围普及，环境污染问题已经到了不能再忽略的地步了。

尤其我们发展中国家，化工生产需求很大，而对能源的二次回收利用的不够直接造成的环境破坏远远高于其他发达国家。

这对我们的经济建设造成了巨大的负面影响。

如何正确、有效地解决这个问题，是每一个中国人的责任。

其实，实现可持续发展是战略已成为世界许多国家指导经济，社会发展的总体战略，即经济的发展必须和人口、环境、资源统筹考虑。

1987年世界环境与发展委员会提出采用可持续发展的总原则是：“今天的人类不应以牺牲今后几代人的幸福而满足其需要。

”可持续发展的核心思想是在经济发展的同时，注意保护资源和改善环境，合理地保护和改善环境为可持续发展提供物质基础。

环境对发展的约束是由于不合理的发展破坏了环境所致，而合理的发展又为治理环境提供了更多的技术和资金。

总之，我国在制定经济发展目标和政策时，应充分考虑环境问题。

若经济政策既能带来经济效益又不损害环境，它们就能促进经济的可持续发展。

反之，如果可能带来环境损失，就需要调整计划，以便抵消这些损失。

我们只有坚持“经济建设、城乡建设和环境建设同步规划、同步实施、同步发展”的指导方针，才能实现人口、资源、环境与发展的良性循环，给子孙后代创造更好的生存和发展条件。

根据资料得，我国“九五”和2010年的环保目标是：到本世纪末，力争环境污染和生态破坏加剧趋势得到基本控制，部分城市和地区环境质量有所改善，2010年基本改变生态环境恶化的状况，城乡环境有比较明显的改善。

为实现“九五”环保目标的两大举措是：①实现污染物排放总量的控制，使2000年主要污染物排放总量控制在1995年水平，确保环境污染加剧的趋势得到基本控制；②实施跨世纪绿色工程计划，主要包括地区和流域环境综合整治项目、城市环保基础设施建设项目、生态环境恢复和保护项目等，重点是三河（淮河、辽河、海河）、三湖（滇池、巢湖、太湖）水污染防治和SO2污染与酸雨控制。

此外，绿色化学中涉及到的不只是地面上各个工厂里的作业，更应该多开发一些绿色能源，如风力、潮汐等已经比较普及的能源站。

这里我再大概谈谈风力对绿色化学的作用。

风就存在于我们的身边，我们人类也都习惯了风的存在。

可是什么是风能，风能又有哪些特点，人类是怎样一步一步地开发利用风能，以及为什么风能又会成为21世纪人类理想的能源资源呢？风能蕴藏量丰富。

风能是全球水能的10倍多，我国仅陆地上就有风能资源大约1.6×109ｋW。

风能可以再生，永不枯竭。

风能是太阳能的变异，只要太阳和地球存在，就有风能，它取之不尽，用之不竭，是可再生的。

同时它清洁无污染，随处都可开发利用。

风能作为一种清洁、安全的可再生能源，千百年也来一直受到人类的重视。

根据以上风能的特点和人类开发风能的历史，我们不难想象风能将是21世纪人类理想的能源资源。

原因概括起来有以下几点：（１）矿物能源的有限性迫使人们越来越重视风能等可再生能源的开发与利用。

据1987年第二届太平洋煤炭会议资料介绍，按当时的开采速度，石油只能开采34年，天然气为60年，煤炭只能维持约200年。

而风能资源量大且可再生。

（２）化石燃料利用中不可避免的环境污染问题也使人们越来越倾向于风能等“绿色能源”的开发与利用。

如据联合国环境署1997年报告：在过去20年，全世界能源消耗增长了50%，从现在到2020年，全球能源消耗还将比现在增长50%～100%，由此造成温室气体排放将会增加45%～90%，从而带来灾难性后果再如按照我国电力部规划，2000年全国风电场装机容量将超过100万kW，年发电量预计达到30亿kWh。

若以相应的风电代替煤电，可减少污染物排放量约为：CO2--2250000t、SO2--18300t、ＮＯ2 --13500t、粉尘--15600t。

（３）风电技术的逐步成熟和风电机性能价格比的提高，使风电成本降低，逐步具备了与其他能源竞争的实力。

风电在某些国家能源构成及消费中的比例越来越高，而且随着技术的进步，社会的发展，这一比例还会更高。

风能等洁净、可再生能源的开发与利用将成为人类实施能源可持续发展战略的重要举措与途径。

最后，用一句话结束对绿色化学与环保、可持续发展关系的看法：我们需要发展，但我们更需要绿色的生活环境！参考文献［１］刘斌．绿色化学技术在环境污染治理中的应用．广州化工，２００９，３７：８．［２］纪红兵，佘远斌．绿色化学化工基本问题的发展与研究．化工进展，２００７，５．。